Kisléptékű nyomáslengés adszorpciós oxigéntermelési technológiai teszt

 Kisléptékű nyomáslengés adszorpciós oxigéngyártási technológia
 

A kis nyomású lengéscsillapító adszorpciós (PSA) oxigéntermelési technológia levegőt használ nyersanyagként az oxigén fizikai adszorpcióval történő előállításához, és az elektromos áram az egyetlen energiaforrás. A berendezés a bekapcsolást követő perceken belül folyamatosan képes 90%-nál nagyobb oxigéntartalmú orvosi oxigént előállítani, amely megfelel az egészségügyi előírásoknak. Ez a technológia olyan előnyöket kínál, mint az egyszerű működés, a megbízhatóság, a hosszú távú oxigénellátás és a költséghatékonyság.

A kisméretű PSA oxigénkoncentrátorokat széles körben használják kórházakban, otthonokban, szállodákban, oxigénbárokban és más nyilvános helyeken, szigorú méret-, súly-, zaj- és energiafogyasztási követelmények mellett. Ezen igények kielégítése érdekében a koncentrátoroknak kompaktnak, könnyűnek, hordozhatónak, csendesnek és energiatakarékosnak kell lenniük. A kis PSA oxigéngenerátor teljesítményének további javítása érdekében ez a tanulmány az oxigéntermelést befolyásoló tényezőket vizsgálja, beleértve a molekulaszita kiválasztását, a kapcsolási időt, a nyomáskiegyenlítési lépések optimalizálását és az oxigéntároló tartály kapacitását. A cél az oxigéntermelés hatékonyságának javítása, az energiafogyasztás csökkentése, valamint a berendezés élettartamának meghosszabbítása ezen optimalizálások révén.

 

 

 

Folyamatfolyamat

A nyomásingadozásos adszorpciós (PSA) oxigéntermelés a zeolit ​​molekuláris sziták eltérő adszorpciós kapacitásán múlik oxigén és nitrogén esetében változó nyomáson. Nagy nyomáson a nitrogén adszorbeálódik, dúsítva az oxigént, míg alacsony nyomáson a nitrogén deszorbeálódik, és oxigénben gazdag gáz keletkezik. Több adszorpciós ágyat egymás után váltanak a folyamatos oxigéntermelés érdekében. A gyakori PSA-eljárások közé tartozik a nagynyomású adszorpció atmoszférikus deszorpcióval (PSA), a nyomás alatti adszorpció vákuumdeszorpcióval (VPSA) és az atmoszférikus adszorpció vákuumdeszorpcióval (VSA).

A PSA-eljárást egyszerűsége és alacsony befektetése miatt széles körben alkalmazzák kisüzemi oxigéngyártásban, de nagy energiafogyasztása felkeltette az érdeklődést az energiahatékonyabb VPSA-eljárás iránt. Az elmúlt években a VPSA technológia elterjedt a kisméretű alkalmazásokban, külföldön már piacra dobták a termékeket.

A gázvisszanyerés, az oxigéntisztaság javítása és az energiafogyasztás csökkentése érdekében bevezették a nyomáskiegyenlítési (PE) lépést. Ez a lépés két adszorpciós tornyot köt össze, lehetővé téve, hogy a nagynyomású toronyból a gáz az alacsony nyomású toronyba áramoljon, kiegyenlítve azok nyomását. A mechanikai energia visszanyerése és a gázkoncentráció-eloszlás optimalizálása javítja az energiahatékonyságot és a visszanyerési arányt.

A tanulmányok azt mutatják, hogy a PE-vel végzett PSA-eljárás jelentősen csökkenti a kapcsolási nyomást, a kompresszor teljesítményveszteségét és az ágy teljesítményveszteségét, miközben javítja az energiahatékonyságot és a gáz visszanyerését. Míg a PE-t széles körben alkalmazzák nagyméretű rendszerekben, a kisméretű eszközökben a műszaki és költségkorlátozások miatt kevésbé elterjedt. A kis léptékű PSA oxigéngyártás során a PE az adszorpciós torony bemeneténél, kimeneténél vagy mindkét végén megvalósítható, javítva a teljesítményt, a hatékonyságot és az energiamegtakarítást.

 

 

Tesztfolyamat

1-szűrő; 2-kompresszor; 3-hűtő; 4-nyomásmérő; 5-kétállású ötutas mágnesszelep; 6-hangtompító; 7-adszorpciós torony; 8-nyomáskiegyenlítő mágnesszelep; 9-fojtószelep; 10-háromutas szelep; 11-visszacsapó szelep; 12-gáztároló tartály; 13-nyomáskorlátozó szelep;
14-áramlásmérő; 15-vezérlőpult

A kísérleti eszköz egy vezérlőpanelt használ a kétállású ötutas mágnesszelep és a nyomáskiegyenlítő mágnesszelep kezeléséhez, amely három folyamatkonfigurációt tesz lehetővé: nincs nyomáskiegyenlítés, nyomáskiegyenlítés a levegő bemeneténél és nyomáskiegyenlítés az adszorpció mindkét végén. torony. A rendszer beállítja a nyomáskiegyenlítési időt és a levegő bemeneti csatlakozási idejét, hogy váltson e folyamatok között.

A levegőt tisztítják, sűrítik és lehűtik az adszorpciós toronyba való belépés előtt zeolit ​​molekuláris szitával az elválasztás céljából. A leválasztott oxigén egy gáztároló tartályba áramlik, míg a maradék nitrogént elvezetik. Az oxigénáramlást áramlásmérő szabályozza, a kapcsolási időt pedig a vezérlőpanelen keresztül állítjuk be. Az oxigéntartalom mérése réz ammónia oldatos módszerrel és YHL intelligens oxigénmérővel történik.

Ez a kísérlet olyan tényezők hatására összpontosít, mint a molekulaszita típusa, a kapcsolási idő, a nyomáskiegyenlítési lépések, az adszorpciós torony aránya és a tárolótartály térfogata az oxigéntermelésre. Egyes paraméterek dimenzió nélküliek a teljesítményre gyakorolt ​​hatásuk egyértelműbb elemzése érdekében.

Következtetés
 

A különböző típusú molekuláris sziták jelentős hatással vannak az oxigéntermelés hatékonyságára, a LiX molekulaszita teljesít a legjobban. A LiX használata nagymértékben csökkentheti az adszorpciós torony méretét, csökkentheti az oxigén-levegő arányt, és javíthatja a gép általános teljesítményét.

A kapcsolási idő kulcsfontosságú paraméter a nyomásingadozásos adszorpciós (PSA) oxigéntermelésben. Egy adott rendszer optimális kapcsolási idejét kísérletezéssel kell meghatározni.

A nyomáskiegyenlítő (PE) lépés bevezetése hatékonyan növelheti az oxigéntartalmat és a visszanyerési sebességet, ami energiamegtakarítást eredményez. Egyetlen PE lépés hozzáadása jelentősen javítja mind az oxigénkoncentrációt, mind a visszanyerési sebességet. Ezért a kis léptékű PSA-oxigén-előállító rendszerekben általában egyszerű, egylépéses PE-eljárást alkalmaznak.

Az adszorpciós torony magasság-átmérő arányának növelése javítja az oxigéntermelési teljesítményt a kisméretű PSA rendszerekben. A túl magas arányok azonban csökkenthetik a molekulaszita felhasználását, és jelentős falhatásokat okozhatnak, amelyek negatívan befolyásolják az oxigéntermelés hatékonyságát.

A gáztároló tartály kapacitásának növelése segít az oxigéntartalom javításában és az oxigénellátás ingadozásainak csökkentésében.