VPSA酸素プラントとPSA酸素発生装置の比較
VPSAおよびPSA酸素発生装置は、主に工業用酸素製造に採用されています。
圧力スイング吸着法（PSA） 酸素生成技術は、分子篩を吸着剤として使用し、様々なガス分子に対する分子篩の吸着特性の違いに基づいてガス混合物を分離する新しいガス分離プロセスです。空気を原料とし、高性能で高選択性の固体吸着剤を用いて空気中のN2とO2を分離します。ゼオライト分子篩はN2を優先的に吸着するため、酸素を気相中で濃縮できます。所定の時間後、分子篩によるN2吸着は平衡吸着量に達します。異なる圧力で吸着ガス量が変化するという事実により、減圧を行って吸着されたN2をゼオライト分子篩から脱離させます。これを再生と呼びます。PSA法は通常、2塔を並列に使用し、加圧下での吸着と減圧下での再生を交互に行うことで、連続的に酸素を生成します。
（真空圧力スイング吸着法） VPSA酸素生成装置は、 VPSA専用分子篩と乾燥剤によって形成された混合床を使用して、空気中のN2、CO2、または水蒸気などの不純物を選択的に吸着し、酸素を床の出口で濃縮します。平衡吸着量に達した分子篩床は真空条件下で脱着され、循環的に90-95%の酸素を生成します。
I. VPSA酸素装置は、主に送風機、真空ポンプ、冷却器、吸着システム、酸素バッファータンク、制御システムから構成されます。
1、送風機 & 真空ポンプ
送風機は、酸素システム全体に空気を供給します。送風機の排気圧力は設計条件を満たすものであり、VPSA酸素ユニットの設計条件に基づき、ユーザーの運転条件を考慮して選定されます。真空ポンプは、酸素生成システム全体が理想的な真空状態で正常に脱着できるようにし、酸素プラントが酸素を生成しながら継続的に窒素を吸収できるようにします。
2、冷却器
送風機で加圧された高温高圧の圧縮空気は、水冷式冷却器を通過して必要な運転温度まで低下し、その後、吸着塔に送られて吸着が行われます。
3、吸着システム
吸着システムは、ゼオライト分子篩を備えた2基の吸着容器、配管、バルブなどで構成されています。低温高圧の圧縮空気は、A塔の底部から流入します。吸着剤床を通過する際、空気中のCO、水蒸気、N2などの不純物が吸着され、一方で酸素は吸着器上部の吸着床を通って製品ガスとして回収されます。同時に、B塔は再生中です。A塔の吸着がほぼ平衡に達すると、制御システムによって低温高圧の空気がB塔に流入して吸着が行われます。このようにA塔とB塔が交互に動作することで、連続的な酸素生成が実現されます。
4、酸素バッファータンク
製品ガス（酸素）を貯蔵し、装置全体の圧力を安定させるため。
5、制御システム
エンジニアは、あらかじめ記述されたバルブ制御プログラムをPLCコントローラーに入力します。PLCは電磁弁を介して各空気圧バルブの開閉を調整し、吸着システムが設定された時間内に吸着と再生を行えるようにします。
II. PSA酸素発生装置は、主に圧縮機、冷凍式エアドライヤー、脱油装置、吸着システム、酸素バッファータンク、制御システムから構成されます。
1、圧縮機
圧縮機は、システム全体に原料空気を供給します。圧縮機は、PSA酸素発生装置の酸素ガス容量に応じて、設計条件を満たすものが選定され、空気を供給します。
2、冷凍式エアドライヤー
圧縮機で空気を加圧した後、高温高圧の圧縮空気は冷凍式乾燥機に入り、冷却、乾燥、不純物除去が行われ、低温高圧の圧縮空気が得られます。
3、脱油装置
脱油装置は、低温高圧の圧縮空気から油ミストを除去し、ゼオライト分子篩の寿命に影響を与えるのを防ぎます。
4、吸着システム
吸着システムは、ゼオライト分子篩を備えた2基の吸着容器、配管、バルブなどで構成されています。低温高圧の圧縮空気は、A塔の底部から流入します。吸着剤床を通過する際、空気中のCO、水蒸気、N2などの不純物が吸着され、一方で酸素は吸着器上部の吸着床を通って製品ガスとして回収されます。同時に、B塔は再生中です。A塔の吸着がほぼ平衡に達すると、制御システムによって低温高圧の空気がB塔に流入して吸着が行われます。このようにA塔とB塔が交互に動作することで、連続的な酸素生成が実現されます。
5、酸素バッファータンク
製品ガス（酸素）を貯蔵し、装置全体の圧力を安定させるため。
6、制御システム
エンジニアは、あらかじめ記述されたバルブ制御プログラムをPLCコントローラーに入力します。PLCは電磁弁を介して各空気圧バルブの開閉を調整し、吸着システムが設定された時間内に吸着と再生を行えるようにします。
III. VPSA酸素ユニットとPSA酸素発生装置の違い
1、VPSA酸素プラントは送風機を使用して空気を取り込み加圧しますが、PSA酸素システムは空気供給に圧縮機を採用しています。
2、PSA-O2発生装置は、中核部品がナトリウム分子篩であるソーダゼオライトを使用しますが、VPSA-O2プラントには リチウム分子篩.
が充填されています。
3、PSA-O2発生装置の吸着圧力は一般的に0.6～0.8MPaですが、VPSA-O2ユニットの吸着圧力は0.05MPaです。34、単一PSA発生装置の酸素流量は200～300Nm3/h増加させることになります。
/hに達しますが、VPSA装置一式では7,500～10,000Nm35、PSAプロセスと比較して、VPSA酸素プラントはエネルギー消費が低く（0.29～0.32kWh/m
著者について
1999年に設立されたPKU PIONEERは、VPSAおよびPSAガス分離技術、吸着剤、触媒、統合エンジニアリングソリューションを専門としています。強力な研究開発能力と豊富な産業プロジェクト経験に裏打ちされ、同社は鉄鋼、化学、エネルギー、環境保護、および関連業界のグローバル顧客にサービスを提供しています。
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