השפעת תהליך ייצור חמצן PSA על השפעת ייצור חמצן בסביבה של מישור

תַקצִיר:

בהתבסס על תהליך ייצור חמצן PSA מחזורי משופר, הוקם מכשיר ניסיוני לייצור חמצן PSA עם פרמטרים מתכווננים של תהליך. ההשפעות של זמן ספיחה, זמן השוואת לחץ, זמן ניקוי וקצב זרימת גז המוצר על ביצועי ייצור החמצן באזורי הרמה נחקרו בניסוי ונותחו תיאורטית. התוצאות מראות שהארכה מתאימה של זמן הספיחה תורמת להגברת לחץ הספיחה ולשיפור ביצועי גז המוצר, אך זמן ספיחה ארוך מדי יגרום למצע המסננת המולקולרית לחדור, וכתוצאה מכך לירידה חדה בתכולת החמצן (שבר נפח) של גז המוצר; הארכת זמן השוואת הלחץ במידה מסוימת מגבירה את לחץ הספיחה, ובכך משפרת את ביצועי גז המוצר; השפעת ייצור החמצן טובה יותר בזמן ניקוי נמוך, וזמן ניקוי ארוך מדי לא ישפר עוד יותר את טוהר גז המוצר, אלא יוביל לכמות גדולה של פסולת גז בטוהר גבוה; קצב זרימת גז מוצר גבוה עוזר לחסל את הצטברות גז מוצר בטוהר גבוה בחלק העליון של מגדל הספיחה ולמנוע מחמצן ריפלוקס לאזור העברת המסה. תוצאות המחקר יספקו הדרכה תיאורטית לאופטימיזציה של אפקט ייצור חמצן PSA באזורים בגובה רב ותפעול היישום המעשי שלו.

רעיונות אופטימיזציה לתהליך ייצור חמצן PSA באזורי רמה

עם עליית הגובה יורד הלחץ האטמוספרי, וגם נפח הפליטה של ​​המדחס יורד בהתאם. בשלב זה, זמן הספיחה מתארך כדי להגביר את לחץ העבודה במגדל הספיחה, לשפר את היעילות של המסננת המולקולרית המייצרת חמצן ולהשיג כמות ספיחת חנקן גדולה יותר, מה שיכול להשיג את ההשפעה של הגדלת תכולת החמצן של המוצר. ייצור חמצן. ככל שהגובה גבוה יותר, הלחץ המתאים במגדל הספיחה נמוך יותר בסוף תהליך הספיחה, והלחץ הראשוני שמתקבל על ידי מגדל הספיחה יהיה נמוך יותר בשלב השוואת הלחץ לאחר הדקומפרסיה והספיחה. על ידי הארכה מתאימה של זמן השוואת הלחץ, יותר גז משווה לחץ יכול להיכנס למגדל הספיחה, להגביר את לחץ הספיחה הראשוני, וכמות ספיחת החנקן המולקולרית של מסננת חמצן המתאימה תגדל בהתאם, וגם מדד תכולת החמצן של המוצר יגדל. יש לציין כי לא ניתן להאריך את זמן השוואת הלחץ ללא הגבלת זמן. אם הוא ארוך מדי, חנקן יברח מהמסננת המולקולרית של החמצן הרוויה וייכנס למגדל הספיחה שהושלם הספיחה. עם עליית הגובה, ככל שהלחץ הסביבתי של הספיחה נמוך יותר, דרגת הספיחה של מגדל הספיחה תהיה גבוהה יותר, והביקוש לגז ניקוי יקטן בשלב זה. יש להפחית בהדרגה את נפח הניקוי ככל שהגובה עולה. נפח הניקוי המופחת נשפך כגז מוצר, מה שמועיל להגברת ייצור החמצן ותכולת החמצן. הלחץ המקסימלי התואם של מגדל הספיחה יגדל עם הפחתת נפח הניקוי, דבר המועיל לשיפור תכולת החמצן של המוצר ויעילות ייצור החמצן של המסננת המולקולרית. בתנאי ההפעלה של זרימת גז מוצר נמוכה, ניתן לשחרר את כמות החמצן המצטברת בחלק העליון של המיטה על ידי הגדלת זרימת גז הניקוי, מה שעלול להאט את ההשפעות השליליות של ערבוב חוזר של חמצן; ניתן להפחית את לחץ הספיחה על ידי הפחתת זרימת הגז להשוואת הלחץ, מה שיכול להאט את הצטברות החמצן במיטה; ניתן להחליף את התקן אספקת הגז עם צריכת אנרגיה נמוכה יותר כדי להפחית כראוי את זרימת הצריכה ולהפחית את עלויות הייצור. בתנאי ההפעלה של זרימת גז מוצר גבוהה, ניתן לשפר את אפקט ההתחדשות של המיטה על ידי הגדלת זרימת גז הניקוי.

סיכום

צוות המו"פ של NEWTEK חקר את ההשפעה של פרמטרים שונים של תהליך (זמן ספיחה, זמן השוואת לחץ, זמן ניקוי וזרימת גז המוצר) של ייצור חמצן על השפעת ייצור החמצן בסביבת הרמה, וסיכם את שיטות האופטימיזציה וההתאמה של מערכת ייצור החמצן, אשר יכול לספק אסמכתאות חשובות לכיוון האופטימיזציה ואסטרטגיית ההתאמה של תהליך ייצור חמצן ברמה, והמסקנות העיקריות הבאות הוסקו.
(1) עם שינוי הגובה, יש פרמטר זמן ספיחה אופטימלי. אם זמן הספיחה קצר מדי, יעילות ייצור החמצן של המסננת המולקולרית תפחת. אם זמן הספיחה ארוך מדי, מגדל הספיחה יחודר על ידי חנקן.
(2) אם זמן השוואת הלחץ קצר מדי, הלחץ הראשוני של מגדל הספיחה יופחת, וישפיע על כמות הספיחה הסופית של חנקן על ידי המסננת המולקולרית. אם זמן השוואת הלחץ ארוך מדי, אמוניה באזור הרוויה של העברת המסה של שכבת הספיגה של המסננת המולקולרית תיספח ותכנס למגדל הספיחה שזה עתה ספיח, וכתוצאה מכך ירידה בתכולת ייצור החמצן.
(3) באותו גובה, תכולת החמצן של המוצר תחילה עולה ולאחר מכן יורדת עם זמן הניקוי. יש זמן ניקוי אופטימלי. ככל שהגובה גבוה יותר, לחץ הספיחה נמוך יותר, דרגת הספיחה של המסננת המולקולרית המייצרת חמצן גבוהה יותר וזמן הניקוי האופטימלי הנדרש קצר יותר.
(4) קצב זרימת החמצן האופטימלי של גז המוצר יורד עם העלייה בגובה. באותו גובה, כאשר קצב זרימת החמצן של המוצר נמוך, לא ניתן לפרוק את החמצן בעל התוכן הגבוה המצטבר בראש המגדל בזמן, וכתוצאה מכך לחץ חלקי חמצן גבוה באזור העברת המסה העליון של מגדל הספיחה, המעכב את ספיחת החנקן על ידי המסננת המולקולרית המייצרת חמצן; כאשר קצב זרימת החמצן של המוצר גדול מדי, אמוניה תחדור למצע הספיחה, ויגרום לתכולת החמצן של המוצר לרדת בחדות.