PSA 산소 생산 공정 조정이 고원 환경에서 산소 생산 효과에 미치는 영향

추상적인:

개선된 순환 PSA 산소 생산 공정을 기반으로, 조정 가능한 공정 매개변수를 갖춘 PSA 산소 생산 실험 장치가 확립되었습니다. 흡착 시간, 압력 평형 시간, 세척 시간 및 제품 가스 유량이 플래토 영역에서 산소 생산 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하고 이론적으로 분석했습니다. 결과에 따르면 흡착 시간을 적절히 연장하면 흡착 압력을 높이고 제품 가스 성능을 개선하는 데 도움이 되지만 흡착 시간이 너무 길면 분자 체 층이 침투하여 제품 가스의 산소 함량(부피 분율)이 급격히 떨어집니다. 압력 평형 시간을 어느 정도 연장하면 흡착 압력이 증가하여 제품 가스 성능이 향상됩니다. 산소 생산 효과는 낮은 세척 시간에서 더 좋고, 세척 시간이 너무 길면 제품 가스의 순도가 더 향상되지 않고 고순도 가스 폐기물이 대량으로 발생합니다. 높은 제품 가스 유량은 흡착탑 상단에 고순도 제품 가스가 축적되는 것을 제거하고 산소가 물질 전달 영역으로 역류하는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 연구 결과는 고산 지역에서 PSA 산소 생산 효과를 최적화하고 실제 적용 운영에 대한 이론적 지침을 제공할 것입니다.

고원지대의 PSA 산소 생산 공정을 위한 최적화 아이디어

고도가 증가함에 따라 대기압이 감소하고 압축기의 배기량도 그에 따라 감소합니다. 이때 흡착 시간을 연장하여 흡착탑의 작동 압력을 높이고 산소 생성 분자체의 효율을 개선하며 더 큰 질소 흡착량을 얻어 제품 산소 함량과 산소 생산량을 증가시키는 효과를 얻을 수 있습니다. 고도가 높을수록 흡착 공정이 끝날 때 흡착탑의 해당 압력이 낮아지고 감압 및 탈착 후 압력 평형 단계에서 흡착탑이 얻은 초기 압력이 낮아집니다. 압력 평형 시간을 적절하게 연장하면 더 많은 압력 평형 가스가 흡착탑에 들어가 초기 흡착 압력을 높이고 해당 산소 분자체 질소 흡착량이 그에 따라 증가하고 제품 산소 함량 지수도 증가합니다. 압력 평형 시간은 무한정 연장할 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 너무 길면 질소가 포화된 산소 분자체에서 빠져나와 탈착이 완료된 흡착탑으로 들어갑니다. 고도가 증가함에 따라 탈착 주변 압력이 낮을수록 흡착탑의 탈착 정도가 높아지고 이때 세척 가스에 대한 수요는 감소합니다. 세척량은 고도가 증가함에 따라 점차 감소해야 합니다. 감소된 세척량은 제품 가스로 배출되어 산소 생산과 산소 함량을 증가시키는 데 유익합니다. 흡착탑의 해당 최대 압력은 세척량이 감소함에 따라 증가하여 제품 산소 함량과 분자체의 산소 생산 효율을 개선하는 데 유익합니다. 낮은 제품 가스 유량의 작동 조건에서 세척 가스 유량을 증가시켜 베드 상단에 축적된 산소량을 방출할 수 있으며, 이는 산소 역혼합의 부작용을 늦출 수 있습니다. 흡착 압력은 압력 평형 가스 유량을 줄여 감소시킬 수 있으며, 이는 베드 내 산소 축적을 늦출 수 있습니다. 에너지 소비량이 낮은 가스 공급 장치를 교체하여 흡입 유량을 적절히 줄이고 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 높은 제품 가스 유량의 작동 조건에서 세척 가스 유량을 증가시켜 베드의 재생 효과를 개선할 수 있습니다.

결론

NEWTEK의 연구개발팀은 산소 생산의 다양한 공정 변수(흡착 시간, 압력 균등화 시간, 세척 시간 및 제품 가스 흐름)가 플래토 환경에서 산소 생산 효과에 미치는 영향을 연구하고, 산소 생산 시스템의 최적화 및 조정 방법을 요약했습니다. 이는 플래토 산소 생산 공정의 최적화 방향 및 조정 전략에 중요한 참고 자료를 제공할 수 있으며, 다음과 같은 주요 결론을 도출했습니다.
(1) 고도 변화에 따라 최적의 흡착 시간 매개변수가 있습니다. 흡착 시간이 너무 짧으면 분자체의 산소 생산 효율이 감소합니다. 흡착 시간이 너무 길면 흡착탑이 질소에 의해 관통됩니다.
(2) 압력 평형 시간이 너무 짧으면 흡착탑의 초기 압력이 낮아져 분자체에 의한 질소의 최종 흡착량에 영향을 미치게 된다. 압력 평형 시간이 너무 길면 분자체 흡착층의 물질 전달 포화 구역에 있는 암모니아가 탈착되어 방금 탈착된 흡착탑으로 유입되어 산소 생산 함량이 감소하게 된다.
(3) 동일 고도에서 제품 산소 함량은 먼저 증가한 다음 세척 시간에 따라 감소합니다. 최적의 세척 시간이 있습니다. 고도가 높을수록 탈착 압력이 낮아지고 산소 생성 분자체의 탈착 정도가 높아지고 필요한 최적의 세척 시간이 짧아집니다.
(4) 최적 제품 가스 산소 유량은 고도가 높아질수록 감소합니다. 동일한 고도에서 제품 산소 유량이 낮을 때 탑 상단에 축적된 고함량 산소는 제때 배출되지 않아 흡착탑 상부 물질 전달 구역에서 산소 분압이 높아져 산소 생성 분자체에 의한 질소 흡착이 억제됩니다. 제품 산소 유량이 너무 클 경우 암모니아가 흡착층에 침투하여 제품 산소 함량이 급격히 떨어집니다.