VPSA PSA Vakuumanalytische Sauerstoffanlage
VPSA PSA-Vakuumanalysegerät zur Sauerstofferzeugung
Die PSA-Vakuumanalyse-Sauerstoffproduktionsanlage vom Typ VPSA basiert auf der PSA- und Vakuumanalyse, verwendet ein hochwertiges Calcium-/Lithium-Molekularsieb als Adsorptionsmittel und gewinnt Sauerstoff direkt aus der Atmosphäre.
TechnischIIndikatoren
Produktmaßstab: 100–10000 n㎥/h
Sauerstoffreinheit: ≥ 70-94 %
Sauerstoffdruck: ≤ 20 kPa (aufladbar)
Jährliche Betriebsrate: ≥ 95 %
WFunktionsprinzip
Die VPSA-Vakuumdesorptions-Sauerstoffproduktionsanlage besteht hauptsächlich aus einem Gebläse, einer Vakuumpumpe, einem Schaltventil, einem Adsorber und einem Sauerstoffausgleichstank.Die Rohluft wird durch ein Roots-Gebläse in den mit Sauerstoff gefüllten Adsorber gepresst. Molekularsieb, in dem Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff adsorbiert werden, um Sauerstoff zu erzeugen.Wenn die Adsorption einen bestimmten Grad erreicht, wird eine Vakuumpumpe verwendet, um das adsorbierte Wasser abzusaugen, Kohlendioxid, Stickstoff und eine kleine Menge anderer Gasgruppen werden jeweils abgepumpt und in die Atmosphäre abgegeben, und das Adsorptionsmittel wird regeneriert.Die oben genannten Prozessschritte werden automatisch durch SPS und Schaltventilsystem gesteuert.
Vereinfachtes Flussdiagramm
Luftfilter
Gebläse
Temperaturregulierungssystem
Adsorptionssystem
Sauerstoffausgleichstank
Vakuumpumpe
Auslassschalldämpfer
Sauerstoffspeichertank
AAnwendungArea
Metallurgische Industrie:EAF-Stahlerzeugung, Hochofen-Eisenherstellung, Unterstützung der sauerstoffangereicherten Schachtofenverbrennung
Nichteisen-Schmelzindustrie:Bleischmelzen, Kupferschmelzen, Zinkschmelzen, Aluminiumschmelzen, verschiedene Ofensauerstoffanreicherung
Umweltschutzbranche:Trinkwasseraufbereitung, Abwasseraufbereitung, Zellstoffbleiche, biochemische Abwasserbehandlung
Chemieindustrie:verschiedene Oxidationsreaktionen, Ozonerzeugung, Kohlevergasung
Medizinbranche:Sauerstoffbar, Sauerstofftherapie, körperliche Gesundheitsfürsorge
Aquakultur:Meeres- und Süßwasseraquakultur
Andere Branchen:Fermentation, Schneiden, Glasofen, Klimaanlage, Müllverbrennung
Anwendungsgebiet und Vergleich mit der kryogenen Methode
Die Funktion des Einblasens von Sauerstoff in offenen Herdöfen besteht darin, die Verbrennung zu unterstützen.Sein Zweck besteht darin, den Schmelzprozess zu stärken, die Schmelzzeit zu verkürzen und die Stahlproduktion des offenen Herdofens zu erhöhen.Es ist erwiesen, dass das Einblasen von Sauerstoff in offenen Herdöfen die Stahlproduktion um mehr als ein Mal steigern und den Brennstoffverbrauch um 33 % bis 50 % senken kann.
In Elektroöfen verwendeter Sauerstoff kann das Schmelzen der Ofenbeschickung und die Oxidation von Verunreinigungen beschleunigen, was bedeutet, dass das Einblasen von Sauerstoff in Elektroöfen nicht nur die Produktionskapazität, sondern auch die besondere Qualität verbessern kann.Der Sauerstoffverbrauch pro Tonne Stahl für Elektroöfen variiert je nach den verschiedenen zu schmelzenden Stahlsorten. Beispielsweise beträgt der Sauerstoffverbrauch pro Tonne Kohlenstoffbaustahl 20–25 m3, während der von hochlegiertem Stahl 25–30 m3 beträgt.Die erforderliche Sauerstoffkonzentration beträgt 90 % ~ 94 %.
Mit Sauerstoff angereicherter Wind im Hochofen kann die Verkokung erheblich reduzieren und die Produktion steigern.Laut Statistik kann bei einer Erhöhung der Sauerstoffkonzentration um 1 % die Eisenausbeute um 4 % – 6 % gesteigert und die Verkokung um 5 % – 6 % reduziert werden.Insbesondere wenn die Wassereinspritzrate für die Eisenherstellung auf Kohlebasis 300 kg erreicht, beträgt die entsprechende Sauerstoffmenge 300 m3/Eisen.
Wenn Sauerstoff in den Schmelzprozess von Nichteisenmetallen eingeführt wird, kann Schwefel vollständig verbrannt, die Schmelztemperatur aufrechterhalten und die Schmelzgeschwindigkeit erhöht werden.Am Beispiel von Kupfer kann durch das Schmelzen von mit Sauerstoff angereichertem Kupfer 50 % Energie eingespart werden, d. h. bei gleichem Brennstoffverbrauch kann die Kupferproduktion verdoppelt werden.
| Projektkategorie | Kryogene Sauerstoff-Luftzerlegungsanlage | VPSA PSA Vakuumanalytische Sauerstoffanlage |
| Trennungsprinzip | Verflüssigen Sie die Luft und trennen Sie sie nach unterschiedlichen Siedepunkten von Sauerstoff und Ammoniak | Druckadsorption, Vakuumdesorption unter Verwendung unterschiedlicher Adsorptionskapazitäten von Sauerstoff und Stickstoff, um eine Trennung zu erreichen |
| Prozessmerkmale | Der Prozessablauf ist komplex und erfordert Komprimieren, Kühlen/Gefrieren, Vorbehandlung, Expansion, Verflüssigung, Fraktionierung usw. und die Betriebstemperatur liegt unter – 180 °C | Der Prozessablauf ist einfach, es wird nur hoher Druck/Vakuum benötigt;Die Betriebstemperatur ist Normaltemperatur |
| Hauptmerkmale des Geräts | Es gibt viele bewegliche Teile, eine komplexe Struktur sowie unterstützende Instrumenten- und Steuerelemente.Radialluftkompressor (oder ölfreier Luftkompressor), Dampf-Wasser-Abscheider, Luftreiniger, Wärmetauscher, Kolbenexpander, Filterabscheider | Es gibt wenige bewegliche Teile und wenige Bedienelemente für das einzelne Stützinstrument des Geräterohrs.Gebläse, Adsorptionsturm, Vakuumpumpe, Sauerstoffspeichertank |
| Betriebseigenschaften | Der Vorgang ist komplex und kann zu keinem Zeitpunkt geöffnet werden.Da es bei extrem niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, muss vor der Inbetriebnahme des Geräts ein Prozess des Vorkühlens und des ungültigen Energieverbrauchs (Flüssigkeitsansammlung bei niedriger Temperatur sowie Erhitzen und Spülen) durchgeführt werden.Je länger die Start- und Abschaltzeit ist, desto höher ist der Energieverbrauch der Einheit für das fertige Gas.Es gibt viele und komplexe Betriebskontroll- und Überwachungspunkte, die regelmäßig zu Wartungszwecken abgeschaltet werden müssen.Bediener benötigen eine langfristige fachliche und technische Ausbildung sowie umfassende praktische Betriebserfahrung. | Einfach zu bedienen und bei Bedarf zu öffnen.Die Betriebssteuerung und -überwachung erfolgt vollständig über eine SPS mit einer kurzen Start- und Abschaltzeit von weniger als 5 Minuten.Wie lange der Brunnen im Dauerbetrieb stillgelegt ist, hat keinen Einfluss auf den Betriebszustand.Es ist nicht erforderlich, die Maschine für Wartungsarbeiten anzuhalten.Nach einer kurzfristigen technischen Schulung können die Bediener operieren. |
| Anwendungsbereich | Benötigt werden Sauerstoff-, Chlor- und Wasserstoffprodukte;Sauerstoffreinheit > 99,5 % | Extraktion von Einzelgas, Reinheit 90-95 % |
| Wartungsfunktionen | Aufgrund der hohen Präzision und Anforderungen des Zentrifugalluftkompressors, der Kondensationsdampfmaschine und des Expanders sollte die Wartung des Wärmetauschers im Fraktionierungsturm mit professionellem und erfahrenem Personal ausgestattet werden | Die Wartung der Gufeng-Maschine, der Vakuumpumpe und des programmgesteuerten Ventils ist eine Routinewartung, die von normalem Wartungspersonal durchgeführt werden kann. |
| Tiefbau- und Installationsfunktionen | Die Einheit ist komplex, deckt eine große Fläche ab, benötigt eine spezielle Werkstatt und einen Turm, benötigt ein Frostschutzfundament und die Baukosten sind hoch.Es ist ein Installationsteam mit Erfahrung in der Luftzerlegungsinstallation erforderlich, mit langem Installationszyklus, hohem Schwierigkeitsgrad (Fraktionator) und hohen Installationskosten | Das Gerät bietet die Vorteile einer kleinen Form, einer geringen Grundfläche, einer konventionellen Installation, eines kurzen Installationszyklus und niedriger Kosten. |
| Automatische Programmsicherheit | Es gibt viele Einheiten, insbesondere wenn Hochgeschwindigkeits-Turboexpander verwendet werden, kann es aufgrund eines Ausfalls leicht zu Beeinträchtigungen des normalen Betriebs der Ausrüstung kommen.Gleichzeitig sind qualifizierte Bediener erforderlich, die sich darum kümmern.Der Betrieb bei extrem niedrigen Temperaturen bis hin zu hohem Druck birgt in vielen Fällen Explosionsgefahr. | Nach dem Start der Maschine kann diese programmgesteuert automatisch betrieben werden.Da es bei normaler Temperatur und niedrigem Druck arbeitet, gibt es keine unsicheren Faktoren.Es besteht keine Gefahr und kein Beispiel für eine Explosion. |
| Reinheitseinstellung | Unbequeme Reinheitseinstellung und hohe Sauerstoffproduktionskosten | Bequeme Reinheitseinstellung und niedrige Kosten für die Sauerstoffproduktion |
| Kosten der Sauerstoffproduktion | Energieverbrauch: -1,25 kWh/m³ | Energieverbrauch: Weniger als 0,35 kWh/m³ |
| Gesamtinvestition | Hohe Investition | Geringe Investition |
