Fluxo de Processo e Princípios Técnicos do Equipamento de Geração de Oxigênio de 25.000 Nm³/h da PKU Pioneer

Ⅰ. Descrição do Equipamento

Princípio básico da produção de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão (PSA): O ar bruto é filtrado para remover impurezas através do filtro de entrada do soprador antes de entrar no soprador. Após ser pressurizado pelo soprador, entra no leito adsorvente através de tubulações e válvulas de comutação pneumáticas. A umidade e o dióxido de carbono no ar bruto são adsorvidos pelo adsorvente PU-8/TS. Durante o processo em que o ar purificado passa pelo adsorvente produtor de oxigênio PU-8 no adsorvedor, o nitrogênio é gradualmente adsorvido, resultando no enriquecimento de oxigênio no topo do adsorvedor. O oxigênio do produto flui do topo do adsorvedor, entra no tanque tampão de oxigênio e é fornecido aos usuários após ser pressurizado.

Para obter oxigênio continuamente, geralmente são instalados dois ou mais adsorvedores. Um adsorvedor adsorve nitrogênio do ar sob alta pressão, e o oxigênio do produto é obtido na saída do adsorvedor; outros adsorvedores passam por dessorção ou aumento de pressão sob baixa pressão para adsorver nitrogênio do ar bruto no próximo ciclo. Vários adsorvedores alternam entre si para alcançar a produção contínua de oxigênio.

O sistema de controle de instrumentos adota o avançado sistema alemão Siemens PT-1500, cujo sistema avançado de controle de gerenciamento e aquisição de dados fornece aos usuários funções flexíveis e poderosas para monitorar o processo de produção.

Ⅱ. Visão Geral

1 Indicadores Chave

2 Condições de Operação

Notas:

(1) Nm³/h refere-se ao volume medido a 0°C e 101,3 KP(A) (o mesmo abaixo);

(2) Tempo de inicialização: 20 minutos (30 min para inicialização inicial) até que o produto de oxigênio atenda ao índice de pureza; consumo específico de energia para produção de oxigênio (baseado na potência do eixo do compressor de ar ±4%): ~0,305 kWh/Nm³ O?

3. Princípio Básico

Princípio básico da produção de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão a vácuo (VPSA): O ar bruto é filtrado para remover impurezas através do filtro de entrada do soprador antes de entrar no soprador. Após ser pressurizado pelo soprador, entra no leito adsorvente através de tubulações e válvulas de comutação pneumáticas. A umidade e o dióxido de carbono no ar bruto são adsorvidos pelo adsorvente PU-8/TS. Durante o processo em que o ar purificado passa pelo adsorvente produtor de oxigênio PU-8 no adsorvedor, o nitrogênio é gradualmente adsorvido, resultando no enriquecimento de oxigênio no topo do adsorvedor. O oxigênio do produto flui do topo do adsorvedor, entra no tanque tampão de oxigênio e é fornecido aos usuários após ser pressurizado.

4. Visão Geral do Fluxo do Processo

4.1 Produção de Oxigênio

Para o processo de produção de oxigênio VPSA (Adsorção por Oscilação de Pressão a Vácuo), cada ciclo deve completar etapas como adsorção, despressurização co-corrente, dessorção a vácuo, purga, equalização de pressão e aumento de pressão.

Adsorção: O ar passa pelo leito do adsorvedor, onde o nitrogênio é adsorvido. Uma vez que o adsorvedor atinge uma certa pressão, o oxigênio do produto flui para o tanque tampão de oxigênio.

Despressurização Co-corrente: Após a adsorção ser concluída, o gás na saída do adsorvedor tem um teor de oxigênio relativamente alto. Esta parte do gás é despressurizada co-correntemente e liberada no adsorvedor de baixa pressão.

Dessorção a Vácuo: Após a despressurização co-corrente, a pressão do adsorvedor ainda está relativamente alta. Uma bomba de vácuo é usada para reduzir ainda mais a pressão dentro do adsorvedor, e o nitrogênio dessorvido é extraído e ventilado para a atmosfera.

Purga: Antes que o adsorvedor atinja a pressão mínima de dessorção durante o bombeamento a vácuo, o oxigênio é introduzido no adsorvedor pela saída enquanto o bombeamento a vácuo continua no fundo do adsorvedor, facilitando uma maior dessorção do nitrogênio adsorvido.

Equalização de Pressão: Após a regeneração do adsorvedor, o gás do adsorvedor que concluiu a adsorção é introduzido no adsorvedor regenerado pela saída, enquanto a sucção a vácuo continua na parte inferior do adsorvedor regenerado.

Aumento de Pressão: Após a equalização de pressão, a pressão do adsorvedor ainda é baixa. O oxigênio produto do tanque de amortecimento de oxigênio entra no adsorvedor pela saída, e o ar é introduzido pela parte inferior do adsorvedor para aumentar sua pressão.

A operação cíclica das etapas acima permite a separação de oxigênio e nitrogênio do ar, obtendo assim oxigênio produto que atende às especificações exigidas. A comutação entre cada etapa operacional é realizada por válvulas de comutação pneumáticas, que abrem e fecham automaticamente de acordo com as configurações do programa do sistema de controle.

4.2 Diagrama Esquemático do Fluxo do Processo VPSA