การประยุกต์ใช้การผลิตออกซิเจนด้วยระบบดูดซับแรงดันสวิงสูญญากาศ (VPSA) ในอุตสาหกรรมโซเดียมซิลิเกต

ปัจจุบัน การผลิตโซเดียมซิลิเกต (หรือที่เรียกว่าน้ำแก้ว) ในจีนอาศัย 2 วิธีหลัก:

1.วิธีเฟสของแข็ง: ใช้โซดาแอชและทรายควอทซ์เป็นวัตถุดิบ ซึ่งถูกหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงในเตาเผาเพื่อผลิตโซเดียมซิลิเกตที่เป็นของแข็ง

2. วิธีเฟสของเหลว: ใช้โซดาไฟและทรายควอทซ์เป็นวัตถุดิบ ซึ่งทำปฏิกิริยาภายใต้ความร้อนและความดันสูงในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อผลิตโซเดียมซิลิเกตที่เป็นของเหลว อย่างไรก็ตาม วิธีเฟสของเหลวไม่สามารถผลิตโซเดียมซิลิเกตที่มีโมดูลัสสูงได้ ทำให้วิธีเฟสของแข็งเป็นกระบวนการหลัก

ในจีน การผลิตโซเดียมซิลิเกตแบบเฟสของแข็งส่วนใหญ่ใช้เตาเผาแบบถังเปลวไฟม้ากีบแบบเก็บความร้อนเต็มรูปแบบที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง ในปี 2020 การเริ่มเดินเครื่องเตาเผาแบบใช้ก๊าซและออกซิเจนขนาด 80 เมตรแรกของจีน² โดยบริษัทในมณฑลซานตง ซึ่งผลิตโซเดียมซิลิเกต 200 ตันต่อวัน ถือเป็นการเปลี่ยนผ่านสู่รูปแบบใหม่ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงและรวมการเผาไหม้แบบเติมออกซิเจน

เตาเผาแบบถังเปลวไฟม้ากีบแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้ก๊าซถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ในระบบเหล่านี้ การเผาไหม้ในเตาเผาทำได้โดยใช้ออกซิเจนจากอากาศที่เป่าเข้าไปในเตาเผา อย่างไรก็ตาม อากาศมีออกซิเจนเพียง 20.95% โดยส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน ซึ่งไม่ช่วยในการเผาไหม้ เมื่อใช้อากาศเพียงอย่างเดียว การออกแบบเตาเผาต้องคำนึงถึงพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการขยายตัวของ N₂ ในระหว่างการเผาไหม้ นอกจากนี้ ไนโตรเจนยังนำความร้อนจำนวนมากออกไปผ่านทางไอเสีย เพิ่มปริมาณก๊าซไอเสีย และส่งผลให้มีมลพิษ NOx มากขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากการขาดแคลนพลังงานทั่วโลก ราคาเชื้อเพลิงปิโตรเคมีที่สูงขึ้น และนโยบายสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น กระบวนการผลิตโซเดียมซิลิเกตจึงต้องการการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการหลอมแบบเติมออกซิเจน ซึ่งแทนที่อากาศด้วยออกซิเจน สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การหลอมแบบเติมออกซิเจนช่วยเพิ่มอุณหภูมิภายในเตาเผา เพิ่มความสามารถในการประมวลผลของอุปกรณ์ ลดการใช้พลังงาน และลดการปล่อยก๊าซไอเสีย ในทางเศรษฐกิจ การใช้การหลอมแบบเติมออกซิเจนเพิ่มกำลังการผลิตประมาณ 30% สำหรับเตาเผาที่มีขนาดเท่ากัน การใช้พลังงานในการหลอมลดลง โดยการใช้ก๊าซธรรมชาติต่อตันของโซเดียมซิลิเกตลดลงประมาณ 30% นอกจากนี้ การใช้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการบำบัดไอเสียก็ลดลง ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจทั้งหมดจากการประหยัดเหล่านี้—หลังจากหักต้นทุนการก่อสร้าง การปฏิบัติการ และการบำรุงรักษาของ อุปกรณ์ผลิตออกซิเจน —มีจำนวนมาก จากข้อมูลการดำเนินงานในปัจจุบัน ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอยู่ในเกณฑ์ที่ดีมาก ดังนั้น เมื่อเทียบกับวิธีการเป่าลมแบบดั้งเดิม การหลอมแบบเติมออกซิเจนให้ความเข้มข้นในการหลอมที่สูงกว่า การใช้เชื้อเพลิงที่ต่ำกว่า และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตโซเดียมซิลิเกต

เมื่อเทียบกับการแยกอากาศด้วยความเย็นแบบดั้งเดิม การผลิตออกซิเจนแบบ VPSA (การดูดซับแรงดันสวิงสูญญากาศ) มีข้อดีหลายประการ เช่น กระบวนการที่ง่ายกว่า ความปลอดภัยสูงกว่า การลงทุนและการใช้พลังงานต่ำกว่า ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ลดลง และระบบอัตโนมัติที่สูงกว่า ข้อจำกัดของมันคือการขาดผลิตภัณฑ์พลอยได้ (N₂ และ Ar) และระดับความบริสุทธิ์ที่ต่ำกว่า (≤95%) ในการผลิตโซเดียมซิลิเกต โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้ N₂ และ Ar ในปฏิกิริยา และต้องการออกซิเจนเสริมที่ระดับ 24% ถึง 90% ซึ่งสอดคล้องกับความสามารถของ VPSA ตัวอย่างเช่น บริษัทในซานตงใช้เตาเผาแบบใช้ก๊าซและออกซิเจนเต็มรูปแบบเพื่อผลิตโซเดียมซิลิเกตประมาณ 73,000 ตันต่อปี ในปี 2020 ได้ติดตั้ง หน่วยผลิตออกซิเจนแบบ VPSA (2,200 Nm³/h, 93%) ที่ออกแบบโดย PKU Pioneer โรงผลิตออกซิเจนมีระยะเวลาก่อสร้างสั้น ใช้พื้นที่น้อย และต้นทุนการลงทุนต่ำ และดำเนินงานอย่างราบรื่น³โดยสรุป เทคโนโลยีการผลิตออกซิเจนแบบ VPSA สอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับความต้องการออกซิเจนของเตาเผาแบบใช้ก๊าซและออกซิเจนในอุตสาหกรรมโซเดียมซิลิเกต การใช้เทคโนโลยี VPSA เพื่อให้เกิดการเผาไหม้แบบเติมออกซิเจนแทนการใช้อากาศแวดล้อมสำหรับการเผาไหม้ช่วยให้ผู้ผลิตโซเดียมซิลิเกตแบบเฟสของแข็งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญและสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญ

ด้วยประสบการณ์อันยาวนาน 25 ปีในการผลิตออกซิเจนแบบ VPSA/PSA PKU Pioneer ยังประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่นในด้าน

ด้วยประสบการณ์ที่ยาวนานถึง 25 ปีในการผลิตออกซิเจนด้วยระบบ VPSA/PSA PKU Pioneer ยังประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่นในด้าน การเผาไหม้ที่เสริมด้วยออกซิเจน สำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เหล็ก โลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก ปูนซีเมนต์ การเผาขยะ แบตเตอรี่ลิเธียม เป็นต้น เราได้นำเสนอโซลูชันโรงงานผลิตออกซิเจนที่ทันสมัยและมืออาชีพให้กับวิสาหกิจเหล็กและโลหะวิทยาขนาดใหญ่เกือบ 150 แห่งทั้งในประเทศและต่างประเทศ ช่วยให้ลูกค้าบรรลุเป้าหมายหลายประการ รวมถึงการขยายกำลังการผลิต การควบคุมต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อม จนถึงปัจจุบัน PKU Pioneer ได้จัดส่งหน่วยผลิตออกซิเจน VPSA/PSA ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้กว่า 300 หน่วยในอุตสาหกรรมมากกว่า 20 ประเภท ในฐานะซัพพลายเออร์อุปกรณ์ออกซิเจนที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีสถานที่ตั้งครอบคลุมภูมิภาคต่างๆ เช่น เอเชีย ยุโรป อเมริกาใต้ แอฟริกา เป็นต้น