1. Pref\u00e1cio<\/p>\n
Nos \u00faltimos 20 anos, a economia da China esteve em uma fase de desenvolvimento est\u00e1vel e r\u00e1pido, onde os processos de produ\u00e7\u00e3o de ind\u00fastrias como fabrica\u00e7\u00e3o de a\u00e7o e ferro, metalurgia n\u00e3o ferrosa, ind\u00fastria qu\u00edmica, economia de energia em fornos, prote\u00e7\u00e3o ambiental, vidro e papel foram continuamente atualizados e inovados. A otimiza\u00e7\u00e3o de processos e a expans\u00e3o da capacidade de produ\u00e7\u00e3o levaram a demandas crescentes de oxig\u00eanio em v\u00e1rias \u00e1reas, o que, por sua vez, impulsionou o progresso tecnol\u00f3gico das plantas industriais de O2. Como resultado, melhorias foram feitas nas tecnologias tradicionais de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio, incluindo separa\u00e7\u00e3o criog\u00eanica de ar, gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA e processos de separa\u00e7\u00e3o por membranas, especialmente a tecnologia de fabrica\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA, que fez enormes progressos. Ap\u00f3s o avan\u00e7o no desenvolvimento do novo adsorvente \u00e0 base de l\u00edtio e adsorvedores radiais, a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA tem sido amplamente utilizada e grandemente reconhecida pelos usu\u00e1rios finais.<\/p>\n
2. Progresso na Tecnologia de Gera\u00e7\u00e3o de Oxig\u00eanio por PSA<\/p>\n
O desenvolvimento da A tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio PSA<\/u><\/strong><\/a> come\u00e7ou na d\u00e9cada de 1960, e os EUA e o Jap\u00e3o alcan\u00e7aram a industrializa\u00e7\u00e3o sucessivamente no in\u00edcio da d\u00e9cada de 1980. No in\u00edcio da d\u00e9cada de 1990, a Praxair desenvolveu um adsorvente de peneira molecular de l\u00edtio para gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio e o processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio VPSA baseado nas caracter\u00edsticas do adsorvente. A capacidade m\u00e1xima de sua unidade de PSA de vaso duplo excedeu 3000Nm3<\/sup>\/h, e o consumo de energia foi reduzido para 0,35 kWh\/m3<\/sup>, o que levou ao r\u00e1pido crescimento da tecnologia de produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA e estabeleceu uma base s\u00f3lida para sua ampla aplica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Nos \u00faltimos anos, com o desenvolvimento de motores de \u00edm\u00e3 permanente e a otimiza\u00e7\u00e3o do processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio, o menor consumo de energia da planta de PSA foi reduzido para menos de 0,3 kWh\/m3<\/sup> , enquanto a capacidade m\u00e1xima da unidade de adsorvedor duplo ultrapassou 6000Nm3<\/sup>\/h. A redu\u00e7\u00e3o de custos e o aumento do volume de oxig\u00eanio produzido pelos equipamentos de PSA promoveram a expans\u00e3o da aplica\u00e7\u00e3o do processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA.<\/p>\n A China come\u00e7ou a estudar a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA no final da d\u00e9cada de 1980, e foi somente no in\u00edcio da d\u00e9cada de 1990 que pequenos equipamentos industrializados estavam dispon\u00edveis. O sistema inicial de PSA usava adsorvente de peneira molecular CaA, e a capacidade atingiu o m\u00e1ximo de 1000Nm3<\/sup>\/h no final da d\u00e9cada de 1990, partindo dos originais 20Nm3<\/sup>\/h, 50Nm3<\/sup>\/h, e 100Nm3<\/sup>\/h, o consumo de energia (oxig\u00eanio puro) era superior a 0,5 kWh\/m3<\/sup>. Muitas empresas, especialmente aquelas na ind\u00fastria sider\u00fargica que usavam equipamentos de PSA com base em suas vantagens de curto per\u00edodo de constru\u00e7\u00e3o, opera\u00e7\u00e3o est\u00e1vel e arranque\/parada r\u00e1pidos, substitu\u00edram-nos por equipamentos de separa\u00e7\u00e3o criog\u00eanica devido \u00e0 carga de trabalho pesada e alto custo de manuten\u00e7\u00e3o das unidades de PSA. Em suma, havia uma clara lacuna com o n\u00edvel avan\u00e7ado internacional do mesmo per\u00edodo, pois os equipamentos de PSA da \u00e9poca n\u00e3o suportavam opera\u00e7\u00e3o de longo prazo, al\u00e9m disso, sua manuten\u00e7\u00e3o era excessiva e a capacidade era limitada.<\/p>\n No in\u00edcio de 2000, a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA fez progressos r\u00e1pidos e foi amplamente popularizada gra\u00e7as \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de adsorvente de alta efici\u00eancia \u00e0 base de l\u00edtio representada pela PKU Pioneer e \u00e0 industrializa\u00e7\u00e3o do processo de produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA usando esse adsorvente. Atualmente, a capacidade das plantas de PSA constru\u00eddas pela PKU Pioneer atingiu 40.000Nm3<\/sup>\/h e o consumo de energia de oxig\u00eanio puro tamb\u00e9m est\u00e1 pr\u00f3ximo de 0,3 kWh\/m3<\/sup>.<\/p>\n Com solu\u00e7\u00f5es como a produ\u00e7\u00e3o est\u00e1vel de adsorventes de alta efici\u00eancia \u00e0 base de l\u00edtio, a P&D de adsorvedores radiais e v\u00e1lvulas borboleta de grande di\u00e2metro com alta frequ\u00eancia de comuta\u00e7\u00e3o confi\u00e1vel para algumas quest\u00f5es-chave da tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA, a capacidade dos sistemas de PSA da China aumentou ano ap\u00f3s ano, enquanto o consumo de energia foi gradualmente reduzido e a confiabilidade melhorou constantemente. A capacidade de um \u00fanico conjunto de dispositivo de PSA de torre dupla tamb\u00e9m cresceu de menos de 1000Nm3<\/sup>\/h para os atuais 6000Nm3<\/sup>\/h, e at\u00e9 mais de 40.000Nm3<\/sup>\/h ap\u00f3s conex\u00e3o de m\u00faltiplas torres. Ao mesmo tempo, o consumo unit\u00e1rio de energia de oxig\u00eanio diminuiu para menos de 0,32 kWh\/m3<\/sup>, e a taxa de opera\u00e7\u00e3o anual subiu para mais de 98%. O ru\u00eddo do soprador caiu para abaixo de 85dB (atrav\u00e9s de medidas de silenciamento, o ru\u00eddo a 1m fora da oficina pode atingir menos de 70dB), a taxa de n\u00e3o falha das v\u00e1lvulas borboleta de grande di\u00e2metro atingiu principalmente mais de 8000h, e a vida \u00fatil da peneira molecular foi prolongada para mais de 5 anos. Os usu\u00e1rios finais tiveram uma nova compreens\u00e3o dos equipamentos de produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA e sua aplica\u00e7\u00e3o foi ampliada. Somente em 2018, mais de 70 unidades de PSA com capacidade superior a 1000Nm3<\/sup>\/h foram instaladas na China.<\/p>\n A PKU Pioneer fez esfor\u00e7os cont\u00ednuos para mudar a depend\u00eancia das peneiras moleculares de PSA de importa\u00e7\u00f5es e, ao mesmo tempo, fez avan\u00e7os em peneiras moleculares de l\u00edtio e outros produtos similares, e alcan\u00e7ou a aplica\u00e7\u00e3o industrial desses novos produtos de peneira molecular.<\/p>\n Com excelente desenvolvimento e aprimoramento, a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA formou enormes vantagens \u00fanicas em compara\u00e7\u00e3o com a tecnologia criog\u00eanica, o que promove ainda mais a ampla aplica\u00e7\u00e3o da tecnologia PSA em v\u00e1rias ind\u00fastrias.<\/p>\n 3. Caracter\u00edsticas da Tecnologia de Gera\u00e7\u00e3o de Oxig\u00eanio por PSA<\/p>\n \u2460 Baixo Consumo de Energia e Custo Operacional<\/p>\n No processo de produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio, o consumo de energia representa mais de 90% do custo operacional total. Com a otimiza\u00e7\u00e3o cont\u00ednua da tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA, o consumo de energia do oxig\u00eanio puro diminuiu de 0,45 kWh\/m\u00b33<\/sup> na d\u00e9cada de 1990 para menos de 0,32 kWh\/m\u00b33<\/sup> atualmente, comparativamente, o menor consumo de energia de oxig\u00eanio puro de separadores de ar criog\u00eanicos de grande escala permanece em cerca de 0,42 kW\u00b7h\/m\u00b33<\/sup>, o que significa que a gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA tem a vantagem de custo significativamente menor, desde que os clientes n\u00e3o tenham demanda de nitrog\u00eanio e n\u00e3o exijam pureza e press\u00e3o de oxig\u00eanio muito altas.<\/p>\n \u2461 Processo Simples, Opera\u00e7\u00e3o Flex\u00edvel, Partida e Parada R\u00e1pidas<\/p>\n Em compara\u00e7\u00e3o com a separa\u00e7\u00e3o de ar criog\u00eanica, o processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA, com press\u00e3o operacional de -0,05\uff5e0,05 MPa, \u00e9 relativamente mais simples. O principal equipamento de pot\u00eancia consiste em soprador Roots e bomba de v\u00e1cuo Roots, ambos simples de operar e f\u00e1ceis de manter. Como o gerador de oxig\u00eanio por PSA n\u00e3o inclui o processo de resfriamento e aquecimento durante a partida ou parada, leva apenas 30 minutos para iniciar e produzir o oxig\u00eanio alvo. Al\u00e9m disso, ap\u00f3s pequenas interrup\u00e7\u00f5es, o sistema pode continuar a gerar oxig\u00eanio em apenas alguns minutos. Adicionalmente, ainda mais simples, a parada \u00e9 realizada apenas desligando o equipamento de pot\u00eancia e o programa de controle. Em compara\u00e7\u00e3o com equipamentos criog\u00eanicos, \u00e9 mais conveniente para a unidade de oxig\u00eanio por PSA dar partida e parar, o que reduz enormemente o custo operacional do dispositivo.<\/p>\n \u2462 Baixo Investimento e Curto Per\u00edodo de Constru\u00e7\u00e3o<\/p>\n O gerador de oxig\u00eanio por PSA \u00e9 composto principalmente pelo sistema de pot\u00eancia, sistema de adsor\u00e7\u00e3o e sistema de comuta\u00e7\u00e3o de v\u00e1lvulas. O pequeno n\u00famero de componentes permite que os usu\u00e1rios economizem seu custo inicial. Enquanto isso, a pequena \u00e1rea de terreno tamb\u00e9m ajuda a reduzir o investimento em constru\u00e7\u00e3o e terreno. Al\u00e9m disso, leva menos de 4 meses para concluir a montagem de suas unidades principais e, em circunst\u00e2ncias normais, a produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio pode ser alcan\u00e7ada dentro de 6 meses, portanto, o per\u00edodo de fabrica\u00e7\u00e3o e instala\u00e7\u00e3o \u00e9 mais curto em compara\u00e7\u00e3o com a constru\u00e7\u00e3o de separadores de ar criog\u00eanicos.<\/p>\n \u2463 Equipamento e Manuten\u00e7\u00e3o Simples<\/p>\n Os componentes do gerador de oxig\u00eanio por PSA, como sopradores, bombas de v\u00e1cuo e v\u00e1lvulas program\u00e1veis, t\u00eam cadeias de suprimento altamente maduras, levando \u00e0 f\u00e1cil substitui\u00e7\u00e3o de suas pe\u00e7as de reposi\u00e7\u00e3o e contribuindo para reduzir o custo e controlar facilmente o per\u00edodo de constru\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, a manuten\u00e7\u00e3o do equipamento PSA \u00e9 simples, com servi\u00e7os p\u00f3s-venda convenientes. Em compara\u00e7\u00e3o com a manuten\u00e7\u00e3o de compressores centr\u00edfugos de grande escala em separadores de ar criog\u00eanicos, as plantas de oxig\u00eanio por PSA n\u00e3o exigem investir muito em fundos de manuten\u00e7\u00e3o ou contratar funcion\u00e1rios profissionais.<\/p>\n \u2464 Alta Taxa de Redu\u00e7\u00e3o de Carga<\/p>\n Em compara\u00e7\u00e3o com a tecnologia de oxig\u00eanio l\u00edquido criog\u00eanico, os sistemas de oxig\u00eanio por PSA conseguem uma regula\u00e7\u00e3o r\u00e1pida do volume de g\u00e1s produto e da pureza se houver pouca mudan\u00e7a no consumo de energia (oxig\u00eanio puro). Geralmente, a capacidade pode ser ajustada na faixa de 30% a 100%, e a pureza de 70% a 95%. Especialmente, a regula\u00e7\u00e3o da carga \u00e9 muito mais f\u00e1cil quando v\u00e1rios conjuntos de geradores de oxig\u00eanio por PSA s\u00e3o conectados em paralelo.<\/p>\n \u2465 Alta Seguran\u00e7a Operacional<\/p>\n Como a opera\u00e7\u00e3o da planta de oxig\u00eanio por PSA ocorre sob press\u00e3o atmosf\u00e9rica e temperatura normais, sem oxig\u00eanio l\u00edquido ou enriquecimento de acetileno, etc., \u00e9 mais segura do que o equipamento criog\u00eanico, que geralmente \u00e9 operado em baixa temperatura e alta press\u00e3o.<\/p>\n 4. Principais Aplica\u00e7\u00f5es da Tecnologia de Gera\u00e7\u00e3o de Oxig\u00eanio por PSA<\/p>\n \u00c0 medida que a capacidade das unidades de oxig\u00eanio por PSA aumenta, a confiabilidade melhora enquanto o consumo de energia diminui gradualmente. Ao mesmo tempo, com as vantagens not\u00e1veis de opera\u00e7\u00e3o flex\u00edvel, regula\u00e7\u00e3o simples de carga, baixo consumo de energia, curto per\u00edodo de constru\u00e7\u00e3o e alta seguran\u00e7a, a tecnologia de produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA pode, sem d\u00favida, ser um processo alternativo \u00e0 separa\u00e7\u00e3o de ar criog\u00eanica para ind\u00fastrias que exigem uso flex\u00edvel de oxig\u00eanio enriquecido. O processo de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA tamb\u00e9m tem sido amplamente utilizado recentemente na siderurgia, metalurgia n\u00e3o ferrosa, ind\u00fastria qu\u00edmica, economia de energia em fornos, fornos rotativos de cimento, prote\u00e7\u00e3o ambiental, fabrica\u00e7\u00e3o de vidro e papel, etc.<\/p>\n \u2460 Enriquecimento de Oxig\u00eanio em Altos-Fornos<\/p>\n Com o desenvolvimento da enriquecimento de oxig\u00eanio em alto-forno<\/u><\/strong><\/a> tecnologia, o alto-forno tornou-se uma das principais fontes de oxig\u00eanio em sider\u00fargicas, podendo ser tratado como regulador de fornecimento de oxig\u00eanio para toda a usina no est\u00e1gio inicial da aplica\u00e7\u00e3o de enriquecimento de oxig\u00eanio em altos-fornos - a taxa de enriquecimento de oxig\u00eanio no alto-forno \u00e9 alta quando o volume de oxig\u00eanio \u00e9 grande, e a taxa \u00e9 baixa com fluxo de oxig\u00eanio insuficiente. \u00c0 medida que as empresas gradualmente se tornam mais conscientes da import\u00e2ncia do enriquecimento de oxig\u00eanio em altos-fornos nos processos de produ\u00e7\u00e3o de ferro, a estabilidade da taxa de enriquecimento de oxig\u00eanio torna-se um par\u00e2metro crucial para opera\u00e7\u00f5es de produ\u00e7\u00e3o de ferro de baixo custo e eficientes. O fornecimento de oxig\u00eanio em sider\u00fargicas requer muitos procedimentos, e a carga flutua semanalmente ou at\u00e9 diariamente. Nesse caso, se for adotada uma unidade criog\u00eanica com regula\u00e7\u00e3o de carga inferior e longo tempo de partida e parada, o oxig\u00eanio excedente precisa ser armazenado ap\u00f3s liquefa\u00e7\u00e3o para uso posterior ou vendido como produto comercial se o consumo de oxig\u00eanio for muito baixo, resultando em evacua\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio \u00e0s vezes. Devido aos baixos requisitos de press\u00e3o e pureza do oxig\u00eanio enriquecido para altos-fornos, muitas empresas sider\u00fargicas podem instalar geradores de oxig\u00eanio por PSA pr\u00f3ximos aos altos-fornos, fornecendo assim oxig\u00eanio diretamente ao alto-forno e servindo como regulador do fornecimento de oxig\u00eanio de toda a usina. Quando h\u00e1 oxig\u00eanio excedente ou insuficiente, o gerador de oxig\u00eanio por PSA pode ser iniciado ou parado a qualquer momento para aumentar ou diminuir o volume, fornecendo oxig\u00eanio est\u00e1vel para o alto-forno. Atualmente, muitas empresas sider\u00fargicas adotam a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por PSA para fornecer oxig\u00eanio para altos-fornos, com grande redu\u00e7\u00e3o no custo do oxig\u00eanio. Tornou-se um consenso entre a maioria das empresas sider\u00fargicas que o sistema de oxig\u00eanio por PSA \u00e9 uma fonte confi\u00e1vel de oxig\u00eanio enriquecido para altos-fornos.<\/p>\n \u2461 Aciaria El\u00e9trica<\/p>\n