産業用酸素発生装置

酸素濃縮器または酸素濃縮システムとも呼ばれる産業用酸素発生器は、周囲の空気から高純度の酸素を生成するために使用される特別に設計された装置です。安定した信頼性の高い酸素の供給を必要とするさまざまな産業用途に不可欠です。高度な技術により酸素を窒素やその他のガスから効果的に分離し、鉄鋼生産、ガラス製造、化学反応などの産業における高品質の酸素需要に応えます。

圧力スイング吸着 (PSA) は、産業分野で広く使用されている吸着分離プロセスです。このプロセスは、さまざまな圧力条件下での多孔質固体材料の選択的吸着特性を利用して、ガスの分離を実現します。具体的には、高圧では、多孔質固体材料が特定のガス成分を選択的に吸着してガス分離を実現します。より低い圧力では、これらの吸着されたガス成分が脱着され、吸着剤が再生されます。

このプロセスが酸素の生成に使用される場合、それを圧力スイング吸着酸素生成プロセスと呼びます。このプロセスの基本的な手順は次のように要約できます。 まず、清浄な空気がブロワーによって加圧され、次に加圧された空気が吸着塔に送られます。吸着塔では、空気中のH₂O（水蒸気）、CO₂（二酸化炭素）、N₂（窒素）などの不純物ガスが吸着剤に吸着され、酸素が吸着層に浸透します。その後、吸着層を透過した酸素は圧力安定化のためにバッファタンクに入り、最終的にガスポイントに送られて使用されます。吸着剤がある程度吸着したら、真空ポンプにより吸着塔内のガスを排気し、吸着剤を再生する。

従来の空気分離プロセスと比較して、圧力スイング吸着酸素製造プロセスは常温常圧で動作し、より高い安全率を備えています。そのプロセス フローは比較的単純で、極低温プロセスにおけるエアコンプレッサーとモレキュラーシーブの 2 つのセクションのみに相当します。従来の電気機械装置を使用し、装置の数が少ないため、メンテナンスも容易かつ迅速に行えます。さらに、圧力スイング吸着酸素製造プロセスは、よりエネルギーを節約できるだけでなく、公共事業の要件も低くなります。製造過程で有害物質は生成されず、現在の「デュアルカーボン」目標要件を満たしています。

また、圧力スイング吸着酸素製造プロセスは、従来の空気分離プロセスにおける過酷で長時間の操作プロセスを回避し、出力と純度を自動的に調整でき、無人操作モードを実現できます。起動時間と停止時間は非常に短く、通常 20 分以内に酸素を供給できます。さらに、このプロセスの機器製造サイクルは短く、エンジニアリング建設のペースも非常に速いです。

酸素製造の連続性を確保するために、圧力スイング吸着式酸素製造装置は通常、二塔プロセスを採用します。 ２塔法では、一方の塔で吸着運転を行っている間、もう一方の塔で再生を行い、２つの塔を交互に運転することにより、連続的かつ安定した酸素供給を実現します。図 1 に示すように、工業化された 2 塔プロセス装置の規模は 7500 m3/h に達し、大規模な工業用酸素ニーズを満たすことができます。