Small-Scale Pressure Swing Adsorption Súrefnisframleiðslu Tæknipróf

 Lítil mælikvarði þrýstingssveifla aðsog súrefni framleiðslu tækni
 

Lítil þrýstingssveifluaðsog (PSA) súrefnisframleiðslutækni notar loft sem hráefni til að framleiða súrefni með líkamlegu aðsog, með rafmagn sem eina orkugjafa. Innan nokkurra mínútna frá því að kveikt er á honum getur búnaðurinn stöðugt framleitt læknisfræðilegt súrefni með súrefnisinnihald sem er meira en 90% og uppfyllir staðla læknishjálpar. Þessi tækni býður upp á kosti eins og einfalda notkun, áreiðanleika, langtíma súrefnisframboð og hagkvæmni.

Lítil PSA súrefnisþykkni eru mikið notuð á sjúkrahúsum, heimilum, hótelum, súrefnisstöngum og öðrum opinberum stöðum, með ströngum kröfum um stærð, þyngd, hávaða og orkunotkun. Til að mæta þessum kröfum verða þykknivélarnar að vera fyrirferðarlitlar, léttar, flytjanlegar, hljóðlátar og orkusparandi. Til að auka enn frekar afköst litla PSA súrefnisgjafans, kannar þessi rannsókn þættir sem hafa áhrif á súrefnisframleiðslu, þar á meðal val sameindasigta, skiptitíma, hagræðingu á þrýstijöfnunarþrepum og getu súrefnisgeymisins. Markmiðið er að bæta súrefnisframleiðslu skilvirkni, draga úr orkunotkun og lengja endingartíma búnaðarins með þessum hagræðingum.

 

 

 

Ferlisflæði

Pressure swing adsorption (PSA) súrefnisframleiðsla byggir á mismunandi aðsogsgetu zeólít sameinda sigta fyrir súrefni og köfnunarefni við mismunandi þrýsting. Við háan þrýsting aðsogast köfnunarefni sem auðgar súrefni, en við lágan þrýsting er köfnunarefni frásogað og gefur súrefnisríkt gas. Mörgum aðsogsbeðum er skipt í röð fyrir stöðuga súrefnisframleiðslu. Algengar PSA-ferlar eru háþrýstiaðsog með lofttæmi (PSA), aðsog undir þrýstingi með lofttæmi frásog (VPSA) og lofttæmi með lofttæmi frásog (VSA).

PSA ferlið er mikið notað í smærri súrefnisframleiðslu vegna einfaldleika þess og lítillar fjárfestingar, en mikil orkunotkun þess hefur ýtt undir áhuga á orkunýtnari VPSA ferlinu. Undanfarin ár hefur VPSA tækni öðlast mikla athygli í smærri notkun, þar sem vörur hafa þegar verið settar á markað erlendis.

Til að bæta endurheimt gass, hreinleika súrefnis og draga úr orkunotkun hefur þrepið til að jafna þrýsting (PE) verið kynnt. Þetta skref tengir tvo aðsogsturna, sem gerir gasi frá háþrýstiturninum kleift að flæða inn í lágþrýstiturninn og jafnar þrýsting þeirra. Þessi endurheimt vélrænnar orku og hagræðingu á dreifingu gasstyrks eykur orkunýtingu og endurheimtarhlutfall.

Rannsóknir sýna að PSA ferlið með PE dregur verulega úr skiptiþrýstingi, aflmissi þjöppu og aflmissi í rúmi á meðan það bætir orkunýtingu og endurheimt gass. Þó að PE hafi verið mikið notað í stórum kerfum, er notkun þess í litlum tækjum sjaldgæfari vegna tæknilegra takmarkana og kostnaðartakmarkana. Í smærri PSA súrefnisframleiðslu er hægt að útfæra PE við inntak, úttak eða báða enda aðsogsturns, sem bætir afköst, skilvirkni og orkusparnað.

 

 

Prófunarferli

1-sía; 2-þjöppu; 3-kaldari; 4-þrýstingsmælir; 5-tvístaða fimm-átta segulloka loki; 6-hljóðdeyfi; 7-aðsogsturn; 8-þrýstingsjafnandi segulloka; 9-inngjöf loki; 10-þríhliða loki; 11-eftirlitsventill; 12-gasgeymslutankur; 13-þrýstingstakmarkandi loki;
14-rennslismælir; 15-stjórnborð

Tilraunabúnaðurinn notar stjórnborð til að stjórna tveggja staða fimm-átta segulloka og þrýstingsjöfnunar segulloka loki, sem gerir þrjár ferlistillingar kleift: engin þrýstingsjöfnun, þrýstingsjöfnun við loftinntak og þrýstingsjöfnun í báðum endum aðsogsins. turn. Kerfið stillir þrýstingsjöfnunartímann og tengingartíma loftinntaks til að skipta á milli þessara ferla.

Loft er hreinsað, þjappað og kælt áður en það fer inn í aðsogsturninn með zeólít sameinda sigti til aðskilnaðar. Aðskilið súrefni streymir inn í gasgeymi á meðan köfnunarefni sem eftir er er loftað út. Súrefnisflæði er stjórnað af flæðimæli og skiptitími er stilltur í gegnum stjórnborðið. Súrefnisinnihald er mælt með því að nota kopar ammoníak lausnaraðferðina og YHL greindur súrefnismælir.

Þessi tilraun beinist að áhrifum þátta eins og gerð sameindasigti, skiptitíma, þrýstijöfnunarþrepum, hlutfalli aðsogsturns og rúmmáli geymslutanks á súrefnisframleiðslu. Sumar breytur eru víddarlausar fyrir skýrari greiningu á áhrifum þeirra á frammistöðu.

Niðurstaða
 

Mismunandi gerðir sameindasigta hafa umtalsverð áhrif á súrefnisframleiðslu skilvirkni, þar sem LiX sameinda sigti stendur sig best. Notkun LiX getur dregið verulega úr stærð aðsogsturnsins, lækkað súrefnis-lofthlutfallið og aukið heildarafköst vélarinnar.

Skiptitími er lykilatriði í súrefnisframleiðslu með þrýstingssveifluaðsog (PSA). Ákjósanlegur skiptitími fyrir tiltekið kerfi verður að vera ákvarðaður með tilraunum.

Innleiðing á þrýstijöfnunarþrepi (PE) getur í raun aukið súrefnisinnihald og endurheimtarhraða, sem leiðir til orkusparnaðar. Að bæta við einu PE þrepi bætir verulega bæði súrefnisstyrk og endurheimtarhraða. Þess vegna, fyrir smærri PSA súrefnisframleiðslukerfi, er einfalt PE ferli í einu skrefi almennt notað.

Að auka hlutfall hæðar og þvermáls á aðsogsturninum hjálpar til við að bæta súrefnisframleiðslu í litlum PSA kerfum. Hins vegar geta of há hlutföll dregið úr nýtingu sameindasigta og valdið verulegum veggáhrifum, sem hafa neikvæð áhrif á framleiðslu súrefnis.

Að auka getu gasgeymslutanksins hjálpar til við að bæta súrefnisinnihald og draga úr sveiflum í súrefnisframboði.