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VPSA-Sauerstoffanlage (VPSA-O2-Anlage)

  • Typisches Futter: Luft
  • Kapazitätsbereich: 300~30000 Nm3/h
  • O2Reinheit: bis zu 93 Vol.-%
  • O2Versorgungsdruck: nach Kundenwunsch
  • Betrieb: automatisch, SPS-gesteuert
  • Betriebsmittel: Für die Produktion von 1.000 Nm³/h O2 (Reinheit 90 %) werden folgende Betriebsmittel benötigt:
  • Installierte Leistung des Hauptmotors: 500 kW
  • Umlaufkühlwasser: 20 m3/h
  • Zirkulierendes Sperrwasser: 2,4 m3/h
  • Instrumentenluft: 0,6 MPa, 50 Nm3/h

* Der VPSA-Sauerstoffproduktionsprozess implementiert ein „maßgeschneidertes“ Design entsprechend der unterschiedlichen Höhenlage des Benutzers, den meteorologischen Bedingungen, der Gerätegröße und der Sauerstoffreinheit (70 % bis 93 %).

 


Produkteinführung

Verfahren

Das Funktionsprinzip der Vakuum-Druckwechseladsorptions-Sauerstoffanlage (VPSA O2 Plant) besteht darin, Lithium-Molekularsieb zu verwenden, um den Stickstoff in der Luft selektiv zu adsorbieren, sodass Sauerstoff oben im Adsorptionsturm als Produktgasausgang angereichert wird. Der gesamte Prozess umfasst mindestens zwei Schritte der Adsorption (Niederdruck) und der Desorption (Vakuum, also Unterdruck), und der Vorgang wird zyklisch wiederholt. Um kontinuierlich Sauerstoffprodukte zu erhalten, besteht das Adsorptionssystem der VPSA-Sauerstoffproduktionseinheit aus zwei Adsorptionstürmen, die mit Molekularsieben (angenommen Turm A und Turm B) sowie Rohrleitungen und Ventilen ausgestattet sind.

Die komprimierte Luft wird gefiltert und in Turm A geleitet. Anschließend wird der Sauerstoff als Produktgasausgang oben im Adsorptionsturm A gesammelt. Gleichzeitig befindet sich Turm B in der Regenerationsphase, während Turm A im Adsorptionsprozess zur Adsorptionssättigung tendiert. Unter der Steuerung des Computers wird die Luftquelle in Turm B umgewandelt und der Adsorptionssauerstoffproduktionsprozess beginnt. Die beiden Türme arbeiten im Kreislauf zusammen, um eine kontinuierliche Sauerstoffproduktion zu erreichen.

Technische Merkmale der VPSA O2-Anlage

Ausgereifte Technik, sicher und zuverlässig
Geringer Stromverbrauch
Hohe Automatisierung
Günstige Betriebskosten

Die VPSA-O2-Anlagenspezifikationen

Sauerstoffkapazität
Nm3/h

Lastanpassung
%

Wasserverbrauch
t/h

Stromverbrauch
KWh/m3

Grundfläche
m2

1000 Nm3/h

50 % ~ 100 %

30

nach bestimmten Bedingungen

470

3000 Nm3/h

50 % ~ 100 %

70

nach bestimmten Bedingungen

570

5000 Nm3/h

50 % ~ 100 %

120

nach bestimmten Bedingungen

650

8000 Nm3/h

20 % ~ 100 %

205

nach bestimmten Bedingungen

1400

10000 Nm3/h

20 % ~ 100 %

240

nach bestimmten Bedingungen

1400

12000 Nm3/h

20 % ~ 100 %

258

nach bestimmten Bedingungen

1500

15000 Nm3/h

10 % ~ 100 %

360

nach bestimmten Bedingungen

1900

20000 Nm3/h

10 % ~ 100 %

480

nach bestimmten Bedingungen

2800

* Die Referenzdaten basieren auf einer Sauerstoffreinheit von 90 %*. Der VPSA-Sauerstoffproduktionsprozess implementiert ein „maßgeschneidertes“ Design entsprechend der unterschiedlichen Höhenlage des Benutzers, den meteorologischen Bedingungen, der Gerätegröße und der Sauerstoffreinheit (70 % bis 93 %).

(1) VPSA O2-Anlagenadsorptionsprozess

Nach der Verstärkung durch das Roots-Gebläse wird die Speiseluft direkt zum Adsorber geleitet, in dem verschiedene Komponenten (z. B. H2O, CO2und N2) wird nacheinander von mehreren Adsorbentien absorbiert, um weiteres O zu erhalten2(Die Reinheit kann über den Computer zwischen 70 % und 93 % eingestellt werden). O2wird von der Oberseite des Adsorbers ausgegeben und dann in den Produktpuffertank geleitet.
Je nach Kundenwunsch können unterschiedliche Arten von Sauerstoffkompressoren eingesetzt werden, um den Niederdruck-Produktsauerstoff auf den Zieldruck zu bringen.
Wenn die Vorderkante (als Adsorptionsvorderkante bezeichnet) der Stoffaustauschzone der absorbierten Verunreinigungen eine bestimmte Position am reservierten Abschnitt des Bettauslasses erreicht, müssen das Speiselufteinlassventil und das Produktgasauslassventil dieses Adsorbers geschlossen werden Absorption beenden. Das Adsorptionsmittelbett beginnt sich auf den Erholungs- und Regenerationsprozess bei gleichem Druck umzustellen.

(2) VPSA-O2-Anlagen-Druckausgleichsprozess

Hierbei handelt es sich um den Prozess, bei dem nach Abschluss des Adsorptionsprozesses mit Sauerstoff angereicherte Gase mit relativ hohem Druck im Absorber in einen anderen Vakuumdruckadsorber geleitet werden, wobei die Regeneration in der gleichen Adsorptionsrichtung abgeschlossen wird auch ein Prozess der Sauerstoffrückgewinnung aus dem Totraum des Bettes. Daher kann Sauerstoff vollständig zurückgewonnen werden, um so die Sauerstoffrückgewinnungsrate zu verbessern.

(3) Vakuumierungsprozess der VPSA-O2-Anlage

Nach Abschluss des Druckausgleichs kann das Adsorptionsbett zur radikalischen Regeneration des Adsorptionsmittels mit einer Vakuumpumpe in der gleichen Adsorptionsrichtung vakuumiert werden, um den Partialdruck der Verunreinigungen weiter zu senken, adsorbierte Verunreinigungen vollständig zu desorbieren und radikal zu regenerieren das Adsorptionsmittel.

(4) VPSA O2 Plant Equal-Repressurize-Prozess

Nach Abschluss des Vakuumierungs- und Regenerationsprozesses muss der Adsorber mit sauerstoffangereicherten Gasen mit relativ hohem Druck aus anderen Adsorbern verstärkt werden. Dieser Prozess entspricht dem Druckausgleichs- und -reduzierungsprozess, bei dem es sich nicht nur um einen Boosting-Prozess, sondern auch um einen Prozess der Sauerstoffrückgewinnung aus dem Totraum anderer Adsorber handelt.

(5) Prozess zur erneuten Druckbeaufschlagung des Endproduktgases der VPSA-O2-Anlage

Nach dem Druckausgleichsprozess ist es notwendig, den Druck des Adsorbers auf den Absorptionsdruck zu erhöhen, um den stabilen Übergang des Adsorbers zum nächsten Absorptionszyklus sicherzustellen, die Produktreinheit zu gewährleisten und die Schwankungsbreite in diesem Prozess zu verringern Produkt Sauerstoff.
Nach dem obigen Prozess ist der gesamte Zyklus „Absorption – Regeneration“ im Adsorber abgeschlossen, der für den nächsten Absorptionszyklus bereit ist.
Die beiden Adsorber werden abwechselnd nach spezifischen Verfahren arbeiten, um eine kontinuierliche Luftzerlegung zu realisieren und Produktsauerstoff zu gewinnen.