Pokrok v adsorpci tlakového výkyvu (PSA) Technologie oddělení kyslíku vzduchu

Jako technologie separace plynu, která se objevila v posledních desetiletích, se technologie tlakového výkyvu (PSA) stala středem pozornosti v oblasti výroby kyslíku. Ve srovnání s procesem tvorby kryogenního kyslíku s historií téměř století technologie PSA s výhodou flexibilního provozu, nízké investice a vynikajícím výkonem zaujímá dominantní postavení v malém a středním měřítku separace vzduchu a neustále se vyvíjí směrem k velkému měřítku. V posledních letech, s nepřetržitými průlomy v technologii, se podíl výroby kyslíku PSA v celkové produkci kyslíku ročně zvyšuje a stal se výzkumným hotspotem v chemickém průmyslu. Skupina NewTek (https://www.newtek-group.com/), jako podnik, který se hluboce zapojil do oblasti technologie separace plynu, vždy věnoval pozornost rozvoji technologie generování kyslíku PSA a aktivně propagoval aplikaci této technologie v tomto odvětví.

Technické srovnání metody PSA a kryogenní metodou
 

  

Povodí nákladů a měřítka

Rozdíl nákladů mezi dvěma procesy tvorby kyslíku se liší podle požadavků na poptávku v kyslíku a čistotou kyslíku a mezi nimi je konkurenční povodí kolem 8000 m³/h. Kryogenní metoda má výhody v oblasti poptávky po kyslíku s vysokou čistotou a rozsáhlých zařízeních, zatímco metoda PSA je konkurenceschopnější v malých a středně měřítkových zařízeních a scénářích s nízkými požadavky na čistotu kyslíku. Údaje ukazují, že podíl produkce kyslíku PSA v celkové produkci kyslíku ročně roste, ze 4,0% v roce 1984 na 11,8% v roce 1992 ve Spojených státech a od 6,0% v roce 1985 na 33,0% v roce 1993 v Japonsku.

Technologický pokrok podporuje konkurenceschopnost

Od 90. let PSA Technology provedla průlom v adsorbentních výkonech, výrobě ventilů a řídicích systémech. Měřítko zařízení se rozšířilo z několika stovek krychlových metrů za hodinu na několik tisíc metrů krychlových a spotřeby energie se snížila z 0.5 - 0.55 KW · H/m³ v 80. letech na přibližně 0,4 kW · H/m³ v 90. letech. Kolem roku 1990 vybudovala Mitsubishi Heavy Industries of Japonsko největší největší zařízení na světě na světě 8650 m³/h PSA, což znamená, že tato technologie neustále rozšiřuje své aplikační území v konkurenci kryogenní metodou.

Vývoj a inovace adsorbentů výroby kyslíku

Modifikace a optimalizace molekulárních síta zeolitu

Adsorbenti jsou jádrem technologie výroby kyslíku PSA a jejich výkon přímo ovlivňuje separační účinek. Molekulární síta výroby kyslíku v průmyslu v současné době zahrnují CAX, typy NAX a modifikované produkty. Domácí výzkumné instituce zlepšily výkon molekulárních požití prostřednictvím modifikační technologie. Například molekulární síto H243 vyvinuté Nanjing Tech University má adsorpční kapacitu dusíku 25,75 cm3/g a poměr adsorpční kapacity dusíku - kyslík molekulárního sítě H114 dosáhne 5.06, která má potenciál industrializace. Kromě toho má lix zeolitu o 50% vyšší adsorpční kapacitu dusíku než NAX a liagx zeolit ​​má výhody velké adsorpční kapacity a snadné desorpci.

Výzkum hotspotů uhlíkových molekulárních síta

Výzkum molekulárních sír uhlíku (CMS) se zaměřuje na kontrolu struktury pórů a optimalizaci výkonu. Přidáním magnetických materiálů se zlepšuje rychlost adsorpce a selektivita kyslíku a je realizována separace kyslíku a dusíku s vysokou čistotou. Speciální molekulární síto PU - 8 pro generování kyslíku vzduchu vyvinuté Peking University významně zlepšilo adsorpční kapacitu a koeficient separace kyslíku ve srovnání s tradičními molekulárními síly CAX a NAX.

Pokrok a aplikaci procesu adsorpce tlaku

Optimalizace a rozvoj procesního provozu

Počáteční zařízení pro výrobu kyslíku PSA většinou přijaly vysokotlaké adsorpci a atmosférickou desorpci. Nyní je hlavním proudem rozsáhlých zařízení Atmosférická adsorpce a vakuová desorpce ke zlepšení regenerace kyslíku a snížení spotřeby energie. V průmyslových aplikacích jsou různé kombinace provozních tlaků a adsorbentů vhodné pro diverzifikované scénáře. Například rozsáhlá zařízení přijímají atmosférickou adsorpci a vakuovou desorpci, která může produkovat kyslík s čistotou až 95,0% pro elektrické pece, podporu spalování a další pole.

Ekonomika a průlom výkonnosti velkých zařízení v měřítku

Technické ukazatele domácích podniků ve velkých zařízeních pro výrobu kyslíku PSA se neustále zlepšují. Například zařízení 1000m³/h zařízení Pikeng University Pioneer Technology má spotřebu energie již od 0,35 kW · H/m³ a míra regenerace kyslíku přibližně 66%a různé ukazatele jsou blízko mezinárodní vedoucí úrovně. Zařízení strojního zařízení Kunshan Jinhu, plynových systémů Simet Asia a dalších podniků také dobře fungují ve výrobě, čistotě a spotřebě energie, což ukazuje na ekonomickou hodnotu technologie PSA v průmyslových aplikacích.

Kombinované procesy rozšiřují hranice aplikací

Pro uspokojení poptávky po kyslíku s vysokou čistotou může kombinovaný proces PSA vyvinutý společností Sumitomo Seika Chemical Co., Ltd. Japonska, kombinovat výhody molekulárních sír uhlíku a modifikované molekulární síta zeolitu, s čistotou 99,5% a dusíkem s více než 99,9%. Kombinované procesy PSA s kontinuálním separací membrány (CMC) a kryogenní metodou jsou také ve výzkumu a poskytují nové nápady pro rozšíření řady aplikací technologie PSA.
 

Technické rozvržení a průmyslový příspěvek skupiny NewTek
 

Skupina Newtek(https://www.newtek-group.com/)Drží krok s vývojovým trendem technologie tvorby kyslíku PSA a nadále investuje do adsorbentního výzkumu a vývoje, optimalizace procesů a výroby zařízení. Skupina, která se spoléhá na technickou akumulaci, poskytuje přizpůsobená řešení pro potřeby výroby kyslíku v různých měřítcích a její produkty se široce používají při podpoře průmyslového spalování, lékařské ošetření, ochraně životního prostředí a dalších oborech. Podporou industrializace technologie PSA pomáhá skupina NewTek zlepšit úroveň efektivity a ochrany životního prostředí v odvětví výroby kyslíku a přispívá k udržitelnému rozvoji průmyslu.

Závěr: Budoucí výhled technologie PSA

S růstem poptávky po kyslíku se bude rozsah zařízení pro separaci kyslíku PSA nadále rozšiřovat. Vývoj nových adsorbentů a optimalizace procesů je zaměřením budoucího vývoje, který dále zlepší čistotu kyslíku produktu, zvýší míru zotavení a sníží spotřebu investic a energie. Technologie PSA hraje stále důležitější roli v oblasti výroby kyslíku s jeho neustálým zlepšováním konkurenceschopnosti. Podniky jako Group NewTek Group budou i nadále propagovat technologické inovace a průmyslovou integraci, což vede toto odvětví na vyšší úroveň.