Análise da Tecnologia de Produção de Oxigênio VPSA: Comparação de Processos de Vasos Adsorvedores Axiais e Radiais

Vasos Adsorvedores são componentes críticos em sistemas de geração de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão, no projeto estrutural de vasos adsorvedores, garantir alta eficiência e longa vida útil são os dois principais objetivos.

Atualmente, os vasos adsorvedores convencionais adotam predominantemente uma estrutura de leito de adsorção de fluxo axial (também conhecida como fluxo axial). As vantagens deste projeto residem em sua construção simples e baixos custos de fabricação. No entanto, apresenta desvantagens significativas, incluindo forte impacto do fluxo de gás durante admissão e exaustão, grande espaço morto do vaso, tamanho volumoso do equipamento e requisitos rigorosos para cálculos de distribuição de gás. Devido ao diâmetro excessivamente grande de tais vasos adsorvedores, calcular a placa de orifício do distribuidor é desafiador: se a placa for muito fina, a rigidez é comprometida; se muito grossa, torna-se economicamente ineficiente. Os ciclos frequentes de admissão pressurizada e exaustão a vácuo induzem vibrações nas placas de orifício de grande diâmetro, levando ao afrouxamento da tela metálica, ruptura e subsequente pulverização e fluidização da peneira molecular. Consequentemente, este projeto de fluxo axial aumenta significativamente o risco de degradação prematura da peneira molecular. Este problema é prevalente em sistemas de geração de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão (PSA) que usam vasos adsorvedores axiais, contribuindo para sua vida operacional limitada.

Pioneiro em PKU Os sistemas de geração de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão a vácuo adotam predominantemente a estrutura de vaso adsorvedor radial para instalações de médio e grande porte, onde o ar flui do lado externo para o interno da torre ao longo da direção radial. Esta configuração minimiza o impacto na peneira molecular, garantindo distribuição de gás mais uniforme e estável. Os vasos adsorvedores radiais oferecem múltiplas vantagens, incluindo tamanho compacto, espaço morto reduzido do vaso, menor queda de pressão e excelente distribuição de gás durante as fases de adsorção e dessorção. Mesmo sob ciclos frequentes de admissão e exaustão de gás, o leito permanece altamente estável, reduzindo drasticamente a probabilidade de afrouxamento da tela metálica, ruptura ou pulverização e fluidização da peneira molecular. Além disso, o projeto estrutural dos vasos adsorvedores radiais garante contato total entre a peneira molecular e o ar de entrada. Com uma camada de leito de adsorção mais fina, o sistema de fluxo radial requer menos peneira molecular para a mesma capacidade de produção de oxigênio, alcançando maior eficiência de adsorção, saída estável e pureza consistente.

A imagem mostra Vasos Adsorvedores Axiais e Radiais.

Em 2013, Pioneiro em PKU desenvolveu seu primeiro dispositivo de geração de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão (PSA) com vaso adsorvedor radial, que foi comissionado com sucesso em uma única tentativa, fornecendo oxigênio a 93% de pureza para uma importante empresa chinesa de fibra de vidro. O projeto está operando de forma estável há mais de 12 anos, demonstrando que a estabilidade e a vida útil da tecnologia de geração de oxigênio PSA com vaso adsorvedor radial da PKU Pioneer atingiram padrões líderes mundiais.

Desde a industrialização bem-sucedida do vaso adsorvedor radial, Pioneiro em PKU empregou exclusivamente este projeto em todos os seus sistemas de geração de oxigênio PSA. A empresa executou mais de 400 projetos de PSA de grande escala, com capacidades unitárias de até 100.000 Nm³/h, atendendo indústrias como enriquecimento de oxigênio em alto-forno, suporte à combustão em fundição de aço em forno elétrico a arco, combustão em forno de vidro totalmente oxigenado, deslignificação de polpa com oxigênio e enriquecimento de oxigênio em forno de cimento. Os sistemas da PKU Pioneer foram exportados para mais de 20 países, incluindo Índia, Rússia, Brasil, Itália e Alemanha, estabelecendo a empresa como o fornecedor mais experiente e bem-sucedido da China de soluções de geração de oxigênio PSA industrial em grande escala.