酸素発生装置の工業プロセスフロー
圧力スイング吸着 (PSA) 酸素生成のプロセス フローは、Skarstrom サイクル [8] と GD サイクルに基づいて開発されています。基本的な圧力スイング吸着 (PSA) 酸素製造プロセスの主な特徴は、圧力吸着と減圧フラッシング再生です。典型的な二床式圧力スイング吸着酸素製造プロセスの主な設備には以下が含まれます: 1. 入口フィルター 2. 入口ファン 3. 2 つの吸着塔 3A/3B、バッファータンク 4. いくつかのバルブ (V1-V7) および関連するコンピュータ自動制御システム。
PSA プロセス サイクルには、圧力上昇吸着、圧力均一化、減圧脱着、およびパージの 4 つの基本的なサイクル ステップが含まれます。
(1) 昇圧吸着：一定圧力の原料空気が吸着塔の空気入口に流入し、塔内の圧力が上昇し始め、空気が塔内の酸素分子篩と十分に接触し、窒素が吸着され、酸素はほとんど吸着されずに濃縮され、吸着塔の空気出口から流出します。
(2) 均圧：吸着塔 A 内の酸素発生モレキュラーシーブが窒素で飽和した後、吸着を停止し、フラッシュされた吸着塔 B に接続されます。吸着塔Aの高圧ガスは、2つの吸着塔の圧力が基本平衡に達するまで吸着塔Bに流入し、吸着塔Aのガスとエネルギーが有効利用されます。
(3) 減圧脱着：均圧化後、吸着塔 A を減圧し、吸着塔内のガスを直接大気中に放出し、酸素発生モレキュラーシーブに吸着されていた窒素の大部分を脱離し、モレキュラーシーブを再生します。モレキュラーシーブのリサイクルを実現します。
(4) パージ：吸着塔 B の塔頂から流出する酸素富化ガスは、脱着後の吸着塔 A を逆洗洗浄し、残留窒素を除去し、脱着効果をさらに向上させ、酸素の再生効果を向上させます。吸着塔内でモレキュラーシーブを生成し、それにより再生された酸素生成モレキュラーシーブの吸着能力が向上する。
NEWTEK PSA酸素生成の研究内容
1960年代に登場して以来、PSA酸素製造プロセスは、短い建設期間、低エネルギー消費、低い運転および保守コスト、高度な自動化、便利な開始と停止、高い運用柔軟性、マイルドなプロセスなどの利点により広く使用されています。条件（常温、低圧）、シンプルなプロセスフロー、高い安全性。しかし、実際の用途では、PSA酸素製造産業用ユニットには、ユニットの耐用年数の増加に伴い、モレキュラーシーブの粉化、損失、酸素純度および出力の低下という現象が発生します。同時に、極低温蒸留酸素製造装置と比較して、PSA酸素製造装置の酸素製造規模が小さいことも、その広範な用途を制限する重要な要因となっている。さらに、現在の業界で広く使用されているゼオライトモレキュラーシーブの酸素-アルゴン分離係数は一般に十分に高くないため、現在業界で使用されているPSA酸素製造装置は一般に純度95を超える酸素を製造できません。これは、高純度酸素需要の分野における PSA 酸素製造ユニットの適用も制限します。 PSA 酸素製造プロセスの適用における上記の問題と制約を考慮して、PSA 酸素製造プロセスに関する NEWTEK の研究は主に 3 つの側面に焦点を当てています。
(1) 安定性が高く、価格が安く、酸素・窒素分離係数が高いモレキュラーシーブの研究開発・生産。
(2) 酸素・窒素分離を実現するためのモレキュラーシーブの高性能化と高性能化を実現した吸着体の設計・製造。
(3) エネルギー消費量を削減し、より安定した動作を実現するプロセスフローとプロセス制御の開発と最適化。現在、Li-LSX モレキュラーシーブは比較的成熟しており、PSA 酸素生成用の吸着剤として一般的です。同時に、PSA 酸素製造装置に使用される吸着器（またはタワー）も、大径流吸着器として深く研究、設計、製造されており、実際に大規模 PSA 酸素製造装置に適用されています。したがって、PSA酸素製造プロセスのプロセス理論研究とプロセス制御の最適化は、PSA酸素製造の分野で最も注目されている研究方向となっています。同時に、工業用吸着剤および吸着剤の既存の生産および応用レベルでは、圧力スイング吸着酸素生産プロセスのプロセス制御と最適化が、酸素出力、酸素純度、および酸素生産エネルギー消費に影響を与える最も重要な要素となっています。さらに、プロセスフローとプロセス制御は、圧力スイング吸着酸素製造装置の調整と制御の決定的な条件として、酸素製造装置の安定性、信頼性、インテリジェンスを向上させる主な方法でもあります。
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