Анимационная демонстрация - Принцип и этапы процесса технологии получения кислорода методом вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA) компании PKU PIONEER

Кислород, важный промышленный газ, широко используется в производстве чугуна и стали, цветной металлургии, химической промышленности, энергосбережении печей и топок, охране окружающей среды (очистка сточных вод, сжигание отходов и т.д.), производстве стекла, бумаги, медицине и других отраслях. Установка получения кислорода методом вакуумной адсорбции при переменном давлении (сокращенно Кислородная установка VPSA) предназначена для избирательной адсорбции азота, диоксида углерода, влаги и других примесей из воздуха с помощью специального VPSA-молекулярного сита, после чего кислород обогащается и выделяется. Молекулярное сито десорбируется в условиях вакуума, когда оно насыщается, таким образом циклически генерируется обогащенный кислород.

1. PSA/VPSA Этапы процесса получения кислорода компании PKU PIONEER

Как показано выше, система производства кислорода компании PKU PIONEER в основном состоит из воздуходувки Рутса, водяного охладителя, вакуумного насоса Рутса, адсорбционной колонны, буферного резервуара, клапанной системы и т.д. Система получения кислорода методом вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA) обычно разделяет и обогащает кислород посредством этапов, показанных выше.

В процессе получения кислорода методом VPSA (VPSA-O2) воздуходувка подает воздух в адсорбер установки VPSA O2 под давлением. Затем в адсорбере происходит адсорбция азота, диоксида углерода, водяного пара и других компонентов воздуха, а кислород проходит через адсорбент с небольшим количеством редких газов, что обеспечивает разделение кислорода и азота. Насыщенный адсорбент вакуумируется для десорбции примесей и регенерации адсорбента. Вся система производства кислорода управляется с помощью PLC (программируемый логический контроллер) и DCS (распределенная система управления), а программно-управляемые клапаны циклически переключаются для обеспечения непрерывного получения кислорода. В одном цикле каждый адсорбер проходит пять этапов: адсорбция, сброс давления, десорбция, продувка и повторное повышение давления.

1. Адсорбция

После удаления механических примесей через фильтр воздух через воздуходувку Рутса поступает в адсорбер. Слой адсорбента избирательно адсорбирует N2, H2O, CO2 и углеводороды из сжатого воздуха, когда он проходит через адсорбент, в то время как O2 обогащается и выводится из адсорбера через его выход. Часть кислорода, произведенного на этом этапе, направляется в буферный резервуар, а другая часть резервируется для следующего этапа для продувки и повторного повышения давления в адсорбционной колонне низкого давления.

2. Сброс давления

После адсорбции при высоком давлении давление снижается до более низкого уровня, и часть адсорбированных компонентов десорбируется. Вдоль выхода адсорбера А обогащенный кислород подается в адсорбер В, находящийся на стадии репрессуризации, для повышения его давления.

3. Вакуумная десорбция

Для максимально возможной десорбции примесей адсорбер необходимо вакуумировать и сбросить давление, то есть с помощью вакуумного насоса дополнительно откачивается адсорбционный сосуд для снижения парциального давления примесей, чтобы они могли десорбироваться, а затем выбрасываются из сосуда через насос, обеспечивая регенерацию адсорбента.

4. Продувка

Для более полной десорбции примесей в адсорбционном сосуде в конце стадии вакуумной десорбции небольшое количество продуктивного кислорода подается из другого высоконапорного адсорбера для продувки адсорбента. В это время парциальное давление кислорода повышается, а примесей дополнительно снижается, что приводит к более полной регенерации адсорбента, что, в свою очередь, более благоприятно для следующего цикла адсорбции.

5. Репрессуризация

После регенерации адсорбента давление в сосуде относительно низкое. Для быстрого восстановления до адсорбционного давления необходимо подать обогащенный кислород, выделяемый из другого адсорбера на стадии снижения давления, чтобы поднять давление. В конце стадии репрессуризации давление в адсорбционном сосуде достигает уровня, необходимого для адсорбции, и он готов к следующему циклу.

2. Преимущества и особенности процесса производства кислорода методом PSA компании PKU PIONEER

Как лидер технологии разделения газов методом PSA в Китае, компания PKU PIONEER занимается исследованиями и разработками в этой области более 20 лет. Сочетая передовой дизайн процесса и разумные и надежные вспомогательные устройства с самостоятельно разработанным высокоэффективным литиевым адсорбентом PU-8 и специальной технологией радиального распределения потока, мы обеспечили высокую энергоэффективность и низкое потребление системы VPSA-O2, тем самым предоставляя продуктивный кислород по более низкой стоимости.

★ Высокая производительность кислородного адсорбента

Новое высокоэффективное молекулярное сито для разделения воздуха PU-8, разработанное и произведенное компанией PKU PIONEER самостоятельно, имеет высокий коэффициент разделения азот-кислород (в 2-5 раз превышающий традиционные молекулярные сита для получения кислорода) и высокую адсорбционную способность по азоту. Благодаря превосходным динамическим характеристикам наши кислородные установки имеют меньшую загрузку молекулярного сита и более длительный срок службы (более 20 проектов непрерывно работали свыше 10 лет).

★ Радиальная конструкция адсорбера

Компания PKU PIONEER разработала уникальное радиальное распределение воздушного потока для слоя адсорбента, что способствует лучшей производительности адсорбента. В то же время это помогает повысить эффективность адсорбента за счет уменьшения мертвого объема, тем самым значительно снижая энергопотребление. Технология производства кислорода методом PSA компании PKU PIONEER занимает лидирующие позиции в мире.

★ Высокий выход кислорода

Выход кислорода у PKU PIONEER более чем на 20% выше, чем у традиционных систем производства кислорода VPSA. При одинаковой производительности по кислороду меньший объем воздуха для обработки и меньший объем азота для десорбции снижают нагрузку на воздуходувку и вакуумный насос.

★ Низкое энергопотребление

При чистоте продуктивного кислорода 100% энергопотребление составляет всего ≤0,32 кВт·ч/Нм³, что на 10-20% ниже, чем у аналогичных отечественных установок. Это позволяет существенно сэкономить эксплуатационные расходы.

★ Высокая степень автоматизации

Система приборов, управляемая главным компьютером, имеет совершенную систему контроля безопасности и сигнализации. Программное обеспечение для эксплуатации, разработанное компанией PKU PIONEER, позволяет полностью автоматическое программное управление и работу без оператора.

★ Профессиональные технические услуги

Компания PKU PIONEER предоставляет клиентам профессиональное проектирование процессов, упаковку и доставку, монтаж на месте, бесплатное техническое обучение и другие услуги.

★ Экологичность и отсутствие загрязнений

Выхлопные газы, выбрасываемые кислородной установкой, в основном представляют собой полинитрогенный воздух, который не содержит вредных веществ и не вызывает загрязнения окружающей среды.

На сегодняшний день компания PKU PIONEER поставила кислородные установки более чем 300 клиентам по всему миру, широко используемые в кислородно-обогащенном сжигании в доменных печах, электросталеплавильном производстве, цветной металлургии, сжигании в стекловаренных печах, очистке сточных вод озоном, отбеливании целлюлозы, переработке опасных отходов и других отраслях. Благодаря заметным преимуществам, таким как более низкое энергопотребление (на 10-30%), простота эксплуатации, быстрый запуск и останов (менее 30 минут), малая площадь, простота обслуживания, низкие затраты на гражданское строительство и монтаж, высокая автоматизация, высокая долгосрочная надежность работы и т. д., все проекты получили единодушное признание клиентов. Мы всегда придерживаемся брендовой концепции «профессионализм, честность, высокое качество и эффективность» и стремимся к технологическим инновациям, энергосбережению и защите окружающей среды, чтобы предоставлять профессиональные и искренние услуги и создавать максимальную выгоду для каждого клиента.