VPSA酸素製造技術の分析：軸流型とラジアル型吸着塔のプロセス比較

吸着塔は重要なコンポーネントです 圧力スイング吸着酸素発生システムにおいて、吸着塔の構造設計において、高効率と長寿命の両方を確保することが2つの主要な目標です。

現在、従来の吸着塔は主に軸流充填吸着床構造（軸流型とも呼ばれる）を採用しています。この設計の利点は構造が単純で製造コストが低いことです。しかし、大きな欠点として、吸排気時のガス流の衝撃が強い、塔内デッドスペースが大きい、装置サイズがかさばる、ガス分配計算に対する要求が厳しいなどがあります。このような吸着塔の直径が過大であるため、分配器のオリフィス板の計算が困難です。板が薄すぎると剛性が損なわれ、厚すぎると経済的に非効率になります。加圧吸気と真空排気の頻繁なサイクルにより、大口径オリフィス板に振動が生じ、金網の緩み、破断、そしてその後のモレキュラーシーブの粉砕や流動化を引き起こします。その結果、この軸流設計はモレキュラーシーブの早期劣化のリスクを大幅に高めます。この問題は、軸流型吸着塔を使用する圧力スイング吸着（PSA）酸素発生システムにおいて一般的であり、その限られた運用寿命の一因となっています。

PKUのパイオニア の真空圧力スイング吸着酸素発生システムは、中型および大型設備において主にラジアル型吸着塔構造を採用しており、空気は塔の外周から内側へ半径方向に流れます。この構成はモレキュラーシーブへの衝撃を最小限に抑え、より均一で安定したガス分配を実現します。ラジアル型吸着塔は、コンパクトなサイズ、塔内デッドスペースの低減、低圧力損失、吸着および脱着時の優れたガス分配など、多くの利点を提供します。頻繁なガス吸排気サイクルにおいても、ベッドは非常に安定しており、金網の緩み、破断、またはモレキュラーシーブの粉砕や流動化の可能性を大幅に低減します。さらに、ラジアル型吸着塔の構造設計により、モレキュラーシーブと流入空気との完全な接触が保証されます。吸着床層が薄いため、ラジアル型システムは同じ酸素生産能力に対して必要なモレキュラーシーブが少なく、より高い吸着効率、安定した出力、一貫した純度を達成します。

写真は軸流型とラジアル型の吸着塔を示しています。

2013年、 PKUのパイオニア は初のラジアル型吸着塔圧力スイング吸着（PSA）酸素発生装置を開発し、一発試運転に成功、中国有数のガラス繊維企業に純度93%の酸素を供給しました。このプロジェクトは12年以上にわたり安定して稼働しており、PKUパイオニアのラジアル型吸着塔PSA酸素発生技術の安定性と寿命が世界トップレベルに達していることを示しています。

ラジアル型吸着塔の産業化成功以来、 PKUのパイオニア はすべてのPSA酸素発生システムにおいてこの設計を独占的に採用しています。同社は400以上の大規模PSA酸素プロジェクトを実施し、単機容量は最大100,000 Nm³/hに達し、高炉酸素富化、電気炉製鋼燃焼支援、全酸素ガラス炉燃焼、パルプ酸素脱リグニン、セメントキルン酸素富化などの産業にサービスを提供しています。PKUパイオニアのシステムは、インド、ロシア、ブラジル、イタリア、ドイツを含む20以上の国に輸出され、同社は中国で最も経験豊富で実績のある大規模工業用PSA酸素発生ソリューションのプロバイダーとしての地位を確立しています。