PSA skābekļa ražošanas procesa pielāgošanas ietekme uz skābekļa ražošanas efektu plato vidē

Abstract:

Pamatojoties uz uzlabotu ciklisko PSA skābekļa ražošanas procesu, tika izveidota PSA skābekļa ražošanas eksperimentālā iekārta ar regulējamiem procesa parametriem. Eksperimentāli tika pētīta un teorētiski analizēta adsorbcijas laika, spiediena izlīdzināšanas laika, tīrīšanas laika un produkta gāzes plūsmas ātruma ietekme uz skābekļa ražošanas veiktspēju plato apgabalos. Rezultāti liecina, ka atbilstoša adsorbcijas laika pagarināšana veicina adsorbcijas spiediena palielināšanos un produkta gāzes veiktspējas uzlabošanos, bet pārāk ilgs adsorbcijas laiks izraisīs molekulārā sieta slāņa iespiešanos, kā rezultātā krasi samazinās skābekļa saturs (tilpuma daļa). no produkta gāzes; zināmā mērā pagarinot spiediena izlīdzināšanas laiku, palielinās adsorbcijas spiediens, tādējādi uzlabojot produkta gāzes veiktspēju; skābekļa ražošanas efekts ir labāks zemā tīrīšanas laikā, un pārāk ilgs tīrīšanas laiks vēl vairāk neuzlabos produkta gāzes tīrību, bet radīs lielu daudzumu augstas tīrības gāzes atkritumu; augsts produkta gāzes plūsmas ātrums palīdz novērst augstas tīrības produktu gāzes uzkrāšanos adsorbcijas torņa augšpusē un novērst skābekļa atteci uz masas pārneses zonu. Pētījuma rezultāti sniegs teorētiskas norādes PSA skābekļa ražošanas efekta optimizēšanai augstkalnu zonās un tā praktiskā pielietojuma darbībā.

Optimizācijas idejas PSA skābekļa ražošanas procesam plato apgabalos

Palielinoties augstumam, atmosfēras spiediens samazinās, un attiecīgi samazinās arī kompresora izplūdes tilpums. Šajā laikā adsorbcijas laiks tiek pagarināts, lai palielinātu darba spiedienu adsorbcijas tornī, uzlabotu skābekli ražojošā molekulārā sieta efektivitāti un iegūtu lielāku slāpekļa adsorbcijas daudzumu, kas var sasniegt produkta skābekļa satura palielināšanas efektu un skābekļa ražošana. Jo lielāks augstums, jo zemāks ir atbilstošais spiediens adsorbcijas tornī adsorbcijas procesa beigās un mazāks sākotnējais spiediens, ko adsorbcijas tornis iegūst spiediena izlīdzināšanas posmā pēc dekompresijas un desorbcijas. Atbilstoši pagarinot spiediena izlīdzināšanas laiku, adsorbcijas tornī var iekļūt vairāk spiedienu izlīdzinošās gāzes, palielinot sākotnējo adsorbcijas spiedienu, un attiecīgi palielināsies atbilstošais skābekļa molekulārā sieta slāpekļa adsorbcijas daudzums, kā arī palielināsies produkta skābekļa satura indekss. Jāņem vērā, ka spiediena izlīdzināšanas laiku nevar pagarināt bezgalīgi. Ja tas ir pārāk garš, slāpeklis izplūdīs no piesātinātā skābekļa molekulārā sieta un nonāks adsorbcijas tornī, kas pabeigts ar desorbciju. Palielinoties augstumam, jo ​​zemāks ir desorbcijas apkārtējās vides spiediens, jo augstāka ir adsorbcijas torņa desorbcijas pakāpe, un pieprasījums pēc tīrīšanas gāzes šajā laikā samazināsies. Tīrīšanas apjoms pakāpeniski jāsamazina, palielinoties augstumam. Samazinātais tīrīšanas apjoms tiek izvadīts kā produkta gāze, kas ir labvēlīga skābekļa ražošanas un skābekļa satura palielināšanai. Atbilstošais adsorbcijas torņa maksimālais spiediens palielināsies, samazinoties tīrīšanas tilpumam, kas ir labvēlīgs produkta skābekļa satura un molekulārā sieta skābekļa ražošanas efektivitātes uzlabošanai. Zemas produktu gāzes plūsmas darbības apstākļos gultas augšpusē uzkrāto skābekļa daudzumu var atbrīvot, palielinot tīrīšanas gāzes plūsmu, kas var palēnināt skābekļa pretsajaukšanas nelabvēlīgo ietekmi; adsorbcijas spiedienu var samazināt, samazinot spiediena izlīdzināšanas gāzes plūsmu, kas var palēnināt skābekļa uzkrāšanos gultā; gāzes padeves ierīci ar mazāku enerģijas patēriņu var nomainīt, lai atbilstoši samazinātu ieplūdes plūsmu un samazinātu ražošanas izmaksas. Augstas produktu gāzes plūsmas darbības apstākļos gultas reģenerācijas efektu var uzlabot, palielinot tīrīšanas gāzes plūsmu.

Secinājums

NEWTEK pētniecības un attīstības komanda pētīja dažādu skābekļa ražošanas procesa parametru (adsorbcijas laiks, spiediena izlīdzināšanas laiks, tīrīšanas laiks un produkta gāzes plūsma) ietekmi uz skābekļa ražošanas efektu plato vidē un apkopoja skābekļa ražošanas sistēmas optimizācijas un regulēšanas metodes, kas var sniegt svarīgas atsauces plato skābekļa ražošanas procesa optimizācijas virzienam un regulēšanas stratēģijai, un tika izdarīti šādi galvenie secinājumi.
(1) Mainoties augstumam, ir optimāls adsorbcijas laika parametrs. Ja adsorbcijas laiks ir pārāk īss, molekulārā sieta skābekļa ražošanas efektivitāte samazināsies. Ja adsorbcijas laiks ir pārāk garš, adsorbcijas tornī iekļūst slāpeklis.
(2) Ja spiediena izlīdzināšanas laiks ir pārāk īss, adsorbcijas torņa sākotnējais spiediens tiks samazināts, ietekmējot galīgo slāpekļa adsorbcijas daudzumu ar molekulāro sietu. Ja spiediena izlīdzināšanas laiks ir pārāk garš, amonjaks molekulārā sieta adsorbcijas slāņa masas pārneses piesātinājuma zonā tiks desorbēts un nonāks tikko desorbētajā adsorbcijas tornī, kā rezultātā samazinās skābekļa ražošanas saturs.
(3) Tajā pašā augstumā produkta skābekļa saturs vispirms palielinās un pēc tam samazinās līdz ar tīrīšanas laiku. Ir optimāls tīrīšanas laiks. Jo lielāks augstums, jo zemāks ir desorbcijas spiediens, jo augstāka ir skābekli ražojošā molekulārā sieta desorbcijas pakāpe un īsāks nepieciešamais optimālais tīrīšanas laiks.
(4) Optimālais produkta gāzes skābekļa plūsmas ātrums samazinās, palielinoties augstumam. Tajā pašā augstumā, kad produkta skābekļa plūsmas ātrums ir zems, torņa augšpusē uzkrāto augsta satura skābeklis nevar tikt izvadīts laikā, kā rezultātā adsorbcijas torņa augšējā masas pārneses zonā ir augsts skābekļa daļējais spiediens, kas kavē slāpekļa adsorbciju ar skābekli ražojošo molekulāro sietu; ja produkta skābekļa plūsmas ātrums ir pārāk liels, amonjaks iekļūs adsorbcijas slānī, izraisot produkta skābekļa satura strauju pazemināšanos.