Технологический процесс и технические принципы PKU Pioneer 25 000 Нм³/ч Оборудование для производства кислорода

I. Описание оборудования

Основной принцип производства кислорода методом короткоцикловой адсорбции (PSA): Исходный воздух фильтруется для удаления примесей через впускной фильтр воздуходувки перед поступлением в воздуходувку. После повышения давления воздуходувкой он поступает в адсорбционный слой через трубопроводы и пневматические переключающие клапаны. Влага и диоксид углерода в исходном воздухе адсорбируются адсорбентом PU-8/TS. В процессе прохождения очищенного воздуха через адсорбер, содержащий кислород-продуцирующий адсорбент PU-8, азот постепенно адсорбируется, что приводит к обогащению кислородом в верхней части адсорбера. Кислород продукта вытекает из верхней части адсорбера, поступает в буферный баллон для кислорода и подается пользователям после повышения давления.

Для непрерывного получения кислорода обычно устанавливают два или более адсорберов. Один адсорбер адсорбирует азот из воздуха под высоким давлением, и продукт кислород получается на выходе из адсорбера; другие адсорберы подвергаются десорбции или повышению давления под низким давлением для адсорбции азота из исходного воздуха в следующем цикле. Несколько адсорберов переключаются попеременно для обеспечения непрерывного производства кислорода.

Система управления приборным оборудованием использует передовую немецкую систему Siemens PT-1500, передовая система управления и сбора данных которой предоставляет пользователям гибкие и мощные функции для мониторинга производственного процесса.

II. Общие сведения

1 Основные показатели

2 Условия эксплуатации

Примечания:

(1) Нм³/ч означает объем, измеренный при 0°C и 101,3 кПа (абс.) (то же самое ниже);³(2) Время запуска: 20 мин (30 мин при первом запуске) до достижения кислородным продуктом показателей чистоты; удельное энергопотребление на производство кислорода (на основе мощности на валу компрессора ±4%): ~0,305 кВт·ч/Нм³ O₂?

(2)Время запуска: 20 минут (30 минут для первоначального запуска) до достижения продуктом кислорода показателей чистоты; удельное энергопотребление для производства кислорода (на основе мощности воздушного компрессора ±4%): ~0,305 кВт·ч/Нм³³ O?

3.Основной принцип

Основной принцип вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA) для производства кислорода: необработанный воздух фильтруется для удаления примесей через входной фильтр воздуходувки, после чего поступает в воздуходувку. После повышения давления воздуходувкой он поступает в слой адсорбента через трубопроводы и пневматические переключающие клапаны. Влага и углекислый газ из необработанного воздуха адсорбируются адсорбентом PU-8/TS. В процессе, когда очищенный воздух проходит через кислородопроизводящий адсорбент PU-8 в адсорбере, азот постепенно адсорбируется, что приводит к обогащению кислородом в верхней части адсорбера. Продуктовый кислород вытекает из верхней части адсорбера, поступает в буферный резервуар для кислорода и после повышения давления подается потребителям.

4.Обзор технологического процесса

4.1 Производство кислорода

Для процесса VPSA (вакуумная адсорбция при переменном давлении) каждый цикл должен выполнять такие этапы, как адсорбция, совместное снижение давления, вакуумная десорбция, продувка, выравнивание давления и повышение давления.

Адсорбция: Воздух проходит через слой адсорбера, где адсорбируется азот. Как только адсорбер достигает определенного давления, продуктовый кислород поступает в буферный резервуар для кислорода.

Совместное снижение давления: После завершения адсорбции газ на выходе адсорбера имеет относительно высокое содержание кислорода. Эта часть газа сбрасывается при совместном снижении давления и выпускается в адсорбер с низким давлением.

Вакуумная десорбция: После совместного снижения давления давление в адсорбере все еще относительно высокое. С помощью вакуумного насоса давление внутри адсорбера дополнительно снижается, а десорбированный азот отсасывается и выбрасывается в атмосферу.

Продувка: Прежде чем адсорбер достигнет минимального давления десорбции при вакуумировании, в адсорбер через выход подается кислород, при этом вакуумирование в нижней части адсорбера продолжается, что способствует дальнейшей десорбции адсорбированного азота.

Выравнивание давления: После регенерации адсорбера газ из адсорбера, завершившего адсорбцию, подается в регенерированный адсорбер через выход, при этом вакуумирование в нижней части регенерированного адсорбера продолжается.

Повышение давления: После выравнивания давления давление в адсорбере все еще низкое. Продуктовый кислород из буферного резервуара для кислорода поступает в адсорбер через выход, а воздух подается из нижней части адсорбера для повышения его давления.

Циклическое выполнение вышеуказанных этапов позволяет разделить кислород и азот из воздуха, тем самым получая продуктовый кислород, соответствующий требуемым спецификациям. Переключение между каждым операционным этапом осуществляется с помощью пневматических переключающих клапанов, которые автоматически открываются и закрываются в соответствии с настройками программы системы управления.

4.2 Схема технологического процесса VPSA