Επίδραση της προσαρμογής της διαδικασίας παραγωγής οξυγόνου PSA στην επίδραση της παραγωγής οξυγόνου σε περιβάλλον οροπεδίου

Αφηρημένη:

Με βάση τη βελτιωμένη διαδικασία κυκλικής παραγωγής οξυγόνου PSA, δημιουργήθηκε μια πειραματική συσκευή παραγωγής οξυγόνου PSA με ρυθμιζόμενες παραμέτρους διαδικασίας. Οι επιδράσεις του χρόνου προσρόφησης, του χρόνου εξισορρόπησης πίεσης, του χρόνου καθαρισμού και του ρυθμού ροής αερίου προϊόντος στην απόδοση παραγωγής οξυγόνου σε περιοχές οροπεδίου μελετήθηκαν πειραματικά και αναλύθηκαν θεωρητικά. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η κατάλληλη παράταση του χρόνου προσρόφησης ευνοεί την αύξηση της πίεσης προσρόφησης και τη βελτίωση της απόδοσης αερίου προϊόντος, αλλά ο υπερβολικά μεγάλος χρόνος προσρόφησης θα προκαλέσει τη διείσδυση του μοριακού κόσκινου, με αποτέλεσμα την απότομη πτώση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο (κλάσμα όγκου) του προϊόντος αέριο· η παράταση του χρόνου εξισορρόπησης της πίεσης σε κάποιο βαθμό αυξάνει την πίεση προσρόφησης, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση του αερίου του προϊόντος. το αποτέλεσμα παραγωγής οξυγόνου είναι καλύτερο σε χαμηλό χρόνο καθαρισμού και ο υπερβολικά μεγάλος χρόνος καθαρισμού δεν θα βελτιώσει περαιτέρω την καθαρότητα του αερίου του προϊόντος, αλλά θα οδηγήσει σε μεγάλη ποσότητα αποβλήτων αερίου υψηλής καθαρότητας. Ο υψηλός ρυθμός ροής αερίου προϊόντος βοηθά στην εξάλειψη της συσσώρευσης αερίου προϊόντος υψηλής καθαρότητας στην κορυφή του πύργου προσρόφησης και αποτρέπει την παλινδρόμηση του οξυγόνου στην περιοχή μεταφοράς μάζας. Τα αποτελέσματα της έρευνας θα παράσχουν θεωρητική καθοδήγηση για τη βελτιστοποίηση της επίδρασης παραγωγής οξυγόνου PSA σε περιοχές μεγάλου υψομέτρου και τη λειτουργία της πρακτικής εφαρμογής του.

Ιδέες βελτιστοποίησης για τη διαδικασία παραγωγής οξυγόνου PSA σε περιοχές οροπεδίων

Με την αύξηση του υψομέτρου, η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται και ο όγκος των καυσαερίων του συμπιεστή επίσης μειώνεται ανάλογα. Αυτή τη στιγμή, ο χρόνος προσρόφησης επεκτείνεται για να αυξηθεί η πίεση εργασίας στον πύργο προσρόφησης, να βελτιωθεί η απόδοση του μοριακού κόσκινου που παράγει οξυγόνο και να ληφθεί μεγαλύτερη ποσότητα προσρόφησης αζώτου, η οποία μπορεί να επιτύχει το αποτέλεσμα της αύξησης της περιεκτικότητας σε οξυγόνο του προϊόντος και παραγωγή οξυγόνου. Όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη είναι η αντίστοιχη πίεση στον πύργο προσρόφησης στο τέλος της διαδικασίας προσρόφησης και τόσο χαμηλότερη είναι η αρχική πίεση που λαμβάνεται από τον πύργο προσρόφησης στο στάδιο εξισορρόπησης πίεσης μετά την αποσυμπίεση και την εκρόφηση. Με την κατάλληλη παράταση του χρόνου εξισορρόπησης της πίεσης, περισσότερο αέριο εξισορρόπησης πίεσης μπορεί να εισέλθει στον πύργο προσρόφησης, να αυξηθεί η αρχική πίεση προσρόφησης και η αντίστοιχη ποσότητα προσρόφησης αζώτου στο μοριακό κόσκινο οξυγόνου θα αυξηθεί ανάλογα και ο δείκτης περιεκτικότητας σε οξυγόνο του προϊόντος θα αυξηθεί επίσης. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο χρόνος εξισορρόπησης της πίεσης δεν μπορεί να παραταθεί επ' αόριστον. Εάν είναι πολύ μακρύ, το άζωτο θα διαφύγει από το μοριακό κόσκινο κορεσμένου οξυγόνου και θα εισέλθει στον πύργο προσρόφησης που έχει ολοκληρωθεί με την εκρόφηση. Με την αύξηση του υψομέτρου, όσο χαμηλότερη είναι η πίεση περιβάλλοντος εκρόφησης, τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός εκρόφησης του πύργου προσρόφησης και η ζήτηση για καθαριστικό αέριο θα μειωθεί αυτή τη στιγμή. Ο όγκος καθαρισμού πρέπει να μειώνεται σταδιακά καθώς αυξάνεται το υψόμετρο. Ο μειωμένος όγκος καθαρισμού εκκενώνεται ως αέριο προϊόντος, το οποίο είναι ευεργετικό για την αύξηση της παραγωγής οξυγόνου και της περιεκτικότητας σε οξυγόνο. Η αντίστοιχη μέγιστη πίεση του πύργου προσρόφησης θα αυξηθεί με τη μείωση του όγκου καθαρισμού, η οποία είναι ευεργετική για τη βελτίωση της περιεκτικότητας του προϊόντος σε οξυγόνο και την απόδοση παραγωγής οξυγόνου του μοριακού κόσκινου. Υπό τις συνθήκες λειτουργίας της χαμηλής ροής αερίου προϊόντος, η ποσότητα οξυγόνου που συσσωρεύεται στην κορυφή της κλίνης μπορεί να απελευθερωθεί αυξάνοντας τη ροή του αερίου καθαρισμού, η οποία μπορεί να επιβραδύνει τις δυσμενείς επιπτώσεις της ανάμιξης οξυγόνου. η πίεση προσρόφησης μπορεί να μειωθεί μειώνοντας τη ροή αερίου εξισορρόπησης της πίεσης, η οποία μπορεί να επιβραδύνει τη συσσώρευση οξυγόνου στην κλίνη. η συσκευή παροχής αερίου με χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας μπορεί να αντικατασταθεί για να μειωθεί κατάλληλα η ροή εισαγωγής και να μειωθεί το κόστος παραγωγής. Υπό τις συνθήκες λειτουργίας της υψηλής ροής αερίου προϊόντος, το αποτέλεσμα αναγέννησης της κλίνης μπορεί να βελτιωθεί αυξάνοντας τη ροή αερίου καθαρισμού.

συμπέρασμα

Η ομάδα Έρευνας και Ανάπτυξης της NEWTEK μελέτησε την επίδραση διαφορετικών παραμέτρων διεργασίας (χρόνος προσρόφησης, χρόνος εξισορρόπησης πίεσης, χρόνος καθαρισμού και ροή αερίου προϊόντος) της παραγωγής οξυγόνου στην επίδραση παραγωγής οξυγόνου σε περιβάλλον οροπεδίου και συνόψισε τις μεθόδους βελτιστοποίησης και προσαρμογής του συστήματος παραγωγής οξυγόνου. το οποίο μπορεί να παρέχει σημαντικές αναφορές για την κατεύθυνση βελτιστοποίησης και τη στρατηγική προσαρμογής της διαδικασίας παραγωγής οξυγόνου σε οροπέδιο, και εξήχθησαν τα ακόλουθα κύρια συμπεράσματα.
(1) Με την αλλαγή του υψομέτρου, υπάρχει μια παράμετρος βέλτιστου χρόνου προσρόφησης. Εάν ο χρόνος προσρόφησης είναι πολύ μικρός, η απόδοση παραγωγής οξυγόνου του μοριακού κόσκινου θα μειωθεί. Εάν ο χρόνος προσρόφησης είναι πολύ μεγάλος, ο πύργος προσρόφησης θα διεισδύσει από άζωτο.
(2) Εάν ο χρόνος εξισορρόπησης της πίεσης είναι πολύ μικρός, η αρχική πίεση του πύργου προσρόφησης θα μειωθεί, επηρεάζοντας την τελική ποσότητα προσρόφησης αζώτου από το μοριακό κόσκινο. Εάν ο χρόνος εξισορρόπησης της πίεσης είναι πολύ μεγάλος, η αμμωνία στη ζώνη κορεσμού μεταφοράς μάζας του στρώματος προσρόφησης μοριακού κόσκινου θα εκροφηθεί και θα εισέλθει στον πύργο προσρόφησης που μόλις εκροφήθηκε, με αποτέλεσμα τη μείωση της περιεκτικότητας παραγωγής οξυγόνου.
(3) Στο ίδιο υψόμετρο, η περιεκτικότητα του προϊόντος σε οξυγόνο αρχικά αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται με το χρόνο καθαρισμού. Υπάρχει βέλτιστος χρόνος καθαρισμού. Όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη είναι η πίεση εκρόφησης, τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός εκρόφησης του μοριακού κόσκινου που παράγει οξυγόνο και τόσο μικρότερος είναι ο απαιτούμενος βέλτιστος χρόνος καθαρισμού.
(4) Ο βέλτιστος ρυθμός ροής οξυγόνου αερίου προϊόντος μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου. Στο ίδιο υψόμετρο, όταν ο ρυθμός ροής οξυγόνου προϊόντος είναι χαμηλός, το οξυγόνο υψηλής περιεκτικότητας που συσσωρεύεται στην κορυφή του πύργου δεν μπορεί να εκφορτιστεί εγκαίρως, με αποτέλεσμα υψηλή μερική πίεση οξυγόνου στην άνω ζώνη μεταφοράς μάζας του πύργου προσρόφησης. που αναστέλλει την προσρόφηση αζώτου από το μοριακό κόσκινο που παράγει οξυγόνο. όταν ο ρυθμός ροής οξυγόνου του προϊόντος είναι πολύ μεγάλος, η αμμωνία θα διεισδύσει στην κλίνη προσρόφησης, προκαλώντας απότομη πτώση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο του προϊόντος.