애니메이션 데모- PKU PIONEER 진공압력스윙흡착(VPSA) 산소 발생 기술 원리 및 공정 단계

산소는 중요한 산업용 가스로, 철강 제조, 비철 야금, 화학 공업, 노 및 가마 에너지 절약, 환경 보호(폐수 처리, 폐기물 소각 등), 유리 제조, 제지, 의료 등 여러 산업에서 널리 사용됩니다. 진공압력변환흡착 산소 발생 장치(약칭) VPSA 산소 플랜트는 특수 VPSA 분자체를 사용하여 공기 중의 질소, 이산화탄소, 수분 및 기타 불순물을 선택적으로 흡착한 후 산소를 농축하여 방출합니다. 분자체가 포화되면 진공 조건에서 탈착되어 순환적으로 농축 산소를 생성합니다.

1. PSA/VPSA PKU PIONEER의 산소 발생 공정 단계

위 그림과 같이 PKU PIONEER의 산소 생산 시스템은 주로 루츠 블로어, 수냉각기, 루츠 진공 펌프, 흡착탱크, 버퍼 탱크, 밸브 시스템 등으로 구성됩니다. 진공압력변환흡착(VPSA) 산소 시스템은 일반적으로 위에 표시된 단계를 통해 산소를 분리 및 농축합니다.

VPSA 산소 발생(VPSA-O2) 공정에서 블로어는 압력을 가해 공기를 VPSA O2 장치의 흡착기로 유입시킵니다. 그런 다음 흡착기 내에서 공기 중 질소, 이산화탄소, 수증기 및 기타 성분의 흡착이 일어나고, 산소는 소량의 희가스와 함께 흡착제를 통과하여 산소와 질소의 분리가 이루어집니다. 포화된 흡착제는 진공 처리되어 불순물을 탈착시키고 흡착제를 재생합니다. 전체 산소 생산 시스템은 PLC(프로그래밍 가능 논리 제어기)와 DCS(데이터 제어 시스템)로 제어되며, 프로그램 제어 밸브가 주기적으로 전환되어 지속적인 산소 발생을 보장합니다. 한 주기에서 각 흡착기는 흡착, 감압, 탈착, 퍼징 및 재가압의 다섯 단계를 거쳐야 합니다.

1. 흡착

필터를 통해 기계적 불순물을 제거한 후, 공기는 루츠 블로어를 통해 흡착기로 유입됩니다. 흡착제 층은 가압된 공기가 흡착제를 통과할 때 질소, 수분, 이산화탄소 및 탄화수소를 선택적으로 흡착하고, 산소는 농축되어 흡착기 출구를 통해 배출됩니다. 이 단계에서 생성된 산소의 일부는 버퍼 탱크로 보내지고, 나머지 일부는 다음 단계에서 저압 흡착탑을 퍼징하고 재가압하기 위해 비축됩니다.

2. 감압

고압에서 흡착된 후 압력이 낮은 수준으로 떨어지고, 흡착된 성분의 일부가 탈착됩니다. 흡착기 A의 출구를 따라 농축된 산소가 재가압 단계에 있는 흡착기 B로 공급되어 압력을 높입니다.

3. 진공 탈착

불순물을 최대한 탈착하기 위해 흡착기를 배기 및 감압해야 합니다. 즉, 진공 펌프를 사용하여 흡착 용기를 추가로 배기하여 불순물의 분압을 낮추어 탈착시킨 후 펌프를 통해 용기 밖으로 배출하여 흡착제 재생을 실현합니다.

4. 퍼징

흡착 용기 내 불순물을 더 철저히 탈착하기 위해 진공 탈착 단계가 끝날 때, 다른 고압 흡착기에서 소량의 생성 산소를 도입하여 흡착제를 퍼징합니다. 이때 산소 분압은 상승하고 불순물 분압은 더욱 낮아져 흡착제가 보다 완전하게 재생되며, 이는 다음 주기 흡착에 더욱 유리합니다.

5. 재가압

흡착제가 재생되면 용기 내 압력이 상대적으로 낮습니다. 흡착 압력으로 빠르게 회복하기 위해 감압 단계에 있는 다른 흡착기에서 방출된 농축 산소를 도입하여 압력을 높여야 합니다. 재가압 단계가 끝나면 흡착 용기 내 압력이 흡착에 필요한 수준에 도달하여 다음 주기를 준비합니다.

2. PKU PIONEER PSA 산소 생산 공정의 장점 및 특징

중국 PSA 가스 분리 기술의 선두주자인 PKU PIONEER는 20년 이상 이 분야의 연구개발에 전념해 왔습니다. 독자적으로 개발한 고효율 리튬계 흡착제 PU-8 및 특수 방사류 분배 기술에 고급 공정 설계와 합리적이고 신뢰할 수 있는 보조 장치를 결합하여 VPSA-O2 시스템의 높은 에너지 효율과 낮은 소비를 보장함으로써 더 낮은 비용으로 제품 산소를 제공합니다.

★ 높은 산소 흡착제 성능

PKU PIONEER가 독자적으로 개발 및 제조한 새로운 고효율 공기 분리 분자체 PU-8은 높은 질소-산소 분리 계수(기존 산소 발생 분자체의 2~5배)와 질소 흡착 용량을 가지고 있습니다. 뛰어난 동적 성능으로 인해 산소 장치의 분자체 충전량이 적고 수명이 더 길어집니다(20개 이상의 프로젝트가 10년 이상 연속 운전).

★ 방사류 흡착기 설계

PKU PIONEER는 흡착제 층에 고유한 방사형 기류 분배를 개발하여 흡착제의 성능 향상에 유리합니다. 동시에 사적 공간을 줄여 흡착제 효율을 높여 전력 소비를 크게 낮춥니다. PKU PIONEER의 PSA 산소 발생 기술은 세계 최고 수준입니다.

★ 높은 산소 수율

PKU PIONEER의 산소 수율은 기존 VPSA 산소 생산 시스템보다 20% 이상 높습니다. 동일한 산소 용량을 전제로 처리해야 할 공기량과 탈착해야 할 질소량이 적어 블로어와 진공 펌프의 부하가 줄어듭니다.

★ 낮은 에너지 소비

제품 산소 순도 100% 기준으로 전력 소비는 ≤0.32kwh/Nm³로 낮습니다.³이는 국내 유사 장치보다 10-20% 낮아 상당한 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

★ 높은 자동화

호스트 컴퓨터로 제어되는 계기 시스템은 완벽한 안전 모니터링 및 경보 시스템을 갖추고 있습니다. PKU PIONEER가 개발한 운영 소프트웨어는 완전 자동 프로그램 제어 운전과 무인 운전을 가능하게 합니다.

★ 전문 기술 서비스

PKU PIONEER는 고객에게 전문적인 공정 설계, 패키징 및 배송, 현장 설치, 무료 기술 교육 등의 서비스를 제공합니다.

★ 환경 친화적 및 무공해

산소 발생 장치에서 배출되는 배기가스는 대부분 다질소 공기로 유해 물질을 포함하지 않으며 환경 오염을 일으키지 않습니다.

현재까지 PKU PIONEER는 전 세계 300개 이상의 고객에게 산소 플랜트를 공급했으며, 고로 산소 농축 연소, 전기로 제강, 비철 야금, 유리로 연소, 오존 폐수 처리, 펄프 표백, 유해 폐기물 처리 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 낮은 전력 소비(10-30%), 쉬운 운전, 신속한 시동 및 정지(30분 미만), 작은 설치 면적, 간편한 유지 보수, 낮은 토목 및 설치 비용, 높은 자동화, 높은 장기 운전 신뢰성 등의 뛰어난 장점으로 모든 프로젝트는 고객의 일관된 인정을 받았습니다. 우리는 항상 "전문성, 정직, 고품질 및 효율성"이라는 브랜드 가치를 고수하며 기술 혁신, 에너지 절약 및 환경 보호를 위해 노력하여 모든 고객에게 전문적이고 성실한 서비스를 제공하고 최대의 이익을 창출합니다.