Утицај прилагођавања процеса производње кисеоника ПСА на ефекат производње кисеоника у окружењу платоа

Апстрактан:

На основу побољшаног процеса цикличне производње кисеоника ПСА, успостављен је експериментални уређај за производњу кисеоника ПСА са подесивим параметрима процеса. Експериментално су проучавани и теоријски анализирани ефекти времена адсорпције, времена изједначавања притиска, времена чишћења и протока производног гаса на перформансе производње кисеоника у областима платоа. Резултати показују да одговарајуће продужење времена адсорпције погодује повећању адсорпционог притиска и побољшању перформанси гаса производа, али предуго време адсорпције ће узроковати продирање слоја молекуларног сита, што ће резултирати наглим падом садржаја кисеоника (запреминске фракције) гаса производа; продужење времена изједначавања притиска у одређеној мери повећава притисак адсорпције, чиме се побољшавају перформансе производног гаса; ефекат производње кисеоника је бољи под малим временом чишћења, а предуго време чишћења неће додатно побољшати чистоћу производног гаса, али ће довести до велике количине отпада гаса високе чистоће; висока брзина протока производног гаса помаже да се елиминише акумулација продуктног гаса високе чистоће на врху адсорпционог торња и спречи рефлукс кисеоника у област преноса масе. Резултати истраживања ће дати теоријске смернице за оптимизацију ефекта производње кисеоника ПСА у висинским подручјима и његову практичну примену.

Идеје за оптимизацију процеса производње ПСА кисеоника у висоравни

Са повећањем надморске висине, атмосферски притисак се смањује, а издувна запремина компресора се такође смањује. У овом тренутку, време адсорпције се продужава да би се повећао радни притисак у адсорпционом торњу, побољшала ефикасност молекуларног сита за производњу кисеоника и добила већа количина адсорпције азота, што може постићи ефекат повећања садржаја кисеоника у производу и производња кисеоника. Што је већа надморска висина, то је нижи одговарајући притисак у адсорпционом торњу на крају процеса адсорпције, а нижи је почетни притисак добијен од стране адсорпционог торња у кораку изједначавања притиска након декомпресије и десорпције. Одговарајућим продужењем времена изједначавања притиска, више гаса за изједначавање притиска може ући у адсорпциони торањ, повећати почетни притисак адсорпције, а одговарајућа количина адсорпције азота у молекуларном ситу кисеоника ће се повећати у складу са тим, а индекс садржаја кисеоника у производу ће се такође повећати. Треба напоменути да се време изједначавања притиска не може продужавати бесконачно. Ако је предугачак, азот ће изаћи из засићеног молекуларног сита кисеоника и ући у адсорпциону кулу завршену десорпцијом. Са повећањем надморске висине, што је нижи десорпциони амбијентални притисак, то је већи степен десорпције адсорпционог торња, а потражња за гасом за чишћење ће се у овом тренутку смањити. Запремину чишћења треба постепено смањивати како се висина повећава. Смањена запремина чишћења се испушта као производни гас, што је корисно за повећање производње кисеоника и садржаја кисеоника. Одговарајући максимални притисак адсорпционог торња ће се повећати са смањењем запремине чишћења, што је корисно за побољшање садржаја кисеоника у производу и ефикасност производње кисеоника молекуларног сита. У условима рада са малим протоком гаса производа, количина кисеоника акумулирана на врху слоја може се ослободити повећањем протока гаса за чишћење, што може успорити штетне ефекте повратног мешања кисеоника; адсорпциони притисак се може смањити смањењем протока гаса за изједначавање притиска, што може успорити акумулацију кисеоника у слоју; уређај за довод гаса са мањом потрошњом енергије може се заменити како би се на одговарајући начин смањио улазни проток и смањили трошкови производње. У условима рада високог протока гаса производа, ефекат регенерације слоја може се побољшати повећањем протока гаса за чишћење.

Закључак

НЕВТЕК-ов Р&Д тим је проучавао утицај различитих параметара процеса (време адсорпције, време изједначавања притиска, време чишћења и проток гаса производа) производње кисеоника на ефекат производње кисеоника у окружењу платоа, и сумирао методе оптимизације и подешавања система за производњу кисеоника, који може пружити важне референце за правац оптимизације и стратегију прилагођавања процеса производње кисеоника на платоу, те су извучени следећи главни закључци.
(1) Са променом надморске висине постоји оптимални параметар времена адсорпције. Ако је време адсорпције прекратко, ефикасност производње кисеоника молекуларног сита ће се смањити. Ако је време адсорпције предуго, у адсорпциону кулу ће продрети азот.
(2) Ако је време изједначавања притиска прекратко, почетни притисак адсорпционог торња ће се смањити, што утиче на коначну количину адсорпције азота молекуларним ситом. Ако је време изједначавања притиска предуго, амонијак у зони засићења преноса масе адсорпционог слоја молекуларног сита ће се десорбовати и ући у адсорпциони торањ који је управо десорбован, што ће резултирати смањењем садржаја производње кисеоника.
(3) На истој надморској висини, садржај кисеоника у производу прво расте, а затим опада са временом чишћења. Постоји оптимално време за чишћење. Што је већа надморска висина, то је мањи притисак десорпције, већи је степен десорпције молекуларног сита које производи кисеоник и краће је потребно оптимално време чишћења.
(4) Оптимална брзина протока кисеоника производног гаса опада са повећањем надморске висине. На истој надморској висини, када је брзина протока кисеоника производа ниска, кисеоник са високим садржајем акумулиран на врху торња не може се испразнити на време, што доводи до високог парцијалног притиска кисеоника у горњој зони преноса масе адсорпционог торња, који инхибира адсорпцију азота помоћу молекуларног сита које производи кисеоник; када је брзина протока кисеоника у производу превелика, амонијак ће продрети у слој адсорпције, узрокујући да садржај кисеоника у производу нагло опадне.