Rūpnieciskajā skābekļa ražošanā PSA un VPSA ir divas galvenās{0}}uz vietas esošās tehnoloģijas. Abi izmanto ceolīta sietus, lai adsorbētu slāpekli, taču tie krasi atšķiras cikla konstrukcijā, enerģijas izmantošanā un ideālā pielietojumā. Vidēji-līdz-lieliem uzņēmumiem, kas patērē 50–200 tonnas skābekļa dienā, nepareiza izvēle var izmaksāt vairāk nekā 100 000 ASV dolāru gadā par papildu jaudu. No mūsu projekta darba Shenger Gas mēs esam redzējuši, ka daudzi pircēji koncentrējas uz sākotnējo cenu un ignorē ekspluatācijas izmaksas. Šis salīdzinājums aptver piecas galvenās jomas, -cikla veids, enerģijas efektivitāte, skābekļa padeve, kapitāls un apkope,{12}}lai palīdzētu jums izvēlēties pārliecinoši.
PSA un VPSA: procesa plūsma un atslēgas aprīkojums
PSA izmanto divas adsorbera gultas mainīgos ciklos. Kamēr viena gulta adsorbējas pie 0,4–0,7 MPa, otra atjaunojas atmosfēras spiedienā. Skābeklis tiek ņemts no aktīvās gultas augšdaļas. Izlietotā gulta tiek iztīrīta ar ventilāciju, ļaujot izdalīties slāpeklim. Sistēma ir vienkārša-galvenokārt adsorberi, pneimatiskie vārsti un gaisa kompresors.
VPSA pievieno vakuuma sūkni reģenerācijas posmam, pavelkot gultni uz leju līdz -0,05 līdz -0,07 MPa (manometrs). Tas veicina dziļāku slāpekļa desorbciju un ļauj darba spiedienam samazināties līdz 0,3–0,5 MPa, samazinot padeves gaisa kompresijas vajadzības. Kompromiss: papildu vakuuma sūkņi un sarežģītākas vārstu vadības ierīces.
Skābekļa atgūšanas un enerģijas patēriņa kritēriji
Skābekļa atgūšanas ātrums tieši atspoguļo to, cik efektīvi tiek izmantots molekulārā sieta slānis. PSA sistēmas, ko ierobežo nepilnīga atmosfēras desorbcija, parasti sasniedz reģenerācijas ātrumu no 35% līdz 45%, jo atlikušais slāpeklis aizņem aktīvās adsorbcijas vietas. VPSA, izmantojot vakuuma-reģenerāciju, atgūst no 55% līdz 70% no padeves skābekļa, kas arī nozīmē, ka tai pašai izvadei ir nepieciešams mazāk sieta materiāla, un adsorbera izmērus var attiecīgi samazināt.
Enerģijas patēriņa atšķirības skaidri parādās komunālo pakalpojumu rēķinos. PSA vienības parasti patērē 0,38–0,45 kWh uz Nm³ tīra skābekļa ekvivalenta, savukārt VPSA var sasniegt pat 0,28–0,35 kWh/Nm³. Apsveriet 100 -tonnas-dienā -skābekļa ražotni (aptuveni 2800 Nm³/h). VPSA sistēma varētu ietaupīt aptuveni 150–250 kWh stundā, salīdzinot ar PSA. Ja rūpnieciskās elektroenerģijas tarifs ir USD 0,10 par kWh, tas ir USD 120 000–200 000 gadā (pamatojoties uz 8 000 darba stundām), kas ir pietiekami ievērojama rezerve, lai kompensētu lielākus sākotnējos ieguldījumus VPSA iekārtās.
Kapitāla izdevumu un pēdas nospieduma apsvērumi
No iepirkuma viedokļa PSA sistēmām ir nepārprotamas izmaksu priekšrocības: nav vakuumsūkņu, mazāki vārstu izmēri un vienkāršāka vadības loģika nodrošina kopējās aprīkojuma cenas, kas parasti ir par 20–35% zemākas nekā VPSA līdzvērtīgām specifikācijām. Maza mēroga lietojumiem, kas patērē mazāk par 200 Nm³/h, vai periodiskām darbībām, kas darbojas mazāk nekā 3000 stundu gadā, PSA bieži nodrošina labāku kopējo ekonomiku.
VPSA nodrošina lielāku sākotnējo ieguldījumu, ko galvenokārt nodrošina vakuumsūkņu komplekti un lielāka{0}diametra adsorbera tvertnes. Tomēr uzlabotā skābekļa atgūšana nozīmē padeves gaisa kompresijas nodevas samazinājumu par 20–30%, daļēji kompensējot vakuumsūkņu enerģijas patēriņu. Runājot par iekārtas nospiedumu, VPSA adsorberi ir par aptuveni 15–25% mazāki nekā PSA līdzinieki ar tādu pašu jaudu, lai gan pievienotie vakuumsūkņi un bufera tvertnes parasti padara kopējo sistēmas nospiedumu nedaudz lielāku nekā līdzvērtīgai PSA iekārtai.
Apkopes sarežģītība un uzticamība
PSA ģeneratoriem ir vienkārša konstrukcija ar mazāku skaitu pneimatisko vārstu (parasti 8–12) un regulāras apkopes centriem filtru nomaiņai un vārstu blīvējumu pārbaudēm. Atmosfēras desorbcija novērš rotējošās vakuuma iekārtas, samazinot ar vibrāciju saistītās problēmas un eļļošanas pārvaldību. Tas nozīmē zemākas prasības apkopes personālam un mazākiem rezerves daļu krājumiem.
VPSA ievieš vakuumsūkņu vilcienus, kas ietver papildu apkopi: gultņus, blīves, dzesēšanas sistēmas un biežāku stāvokļa uzraudzību. Vārstu skaits parasti sasniedz 14–20, un vadības secības ir sarežģītākas. Tomēr mūsdienu VPSA konstrukcijās arvien vairāk tiek izmantoti lieki rotācijas -daivas vakuumsūkņi ar tiešsaistes vibrācijas uzraudzību, un faktiskie lauka atteices rādītāji ir ievērojami samazinājušies. Izšķirošais faktors bieži vien ir piegādātāja vietējā pēcpārdošanas atbalsta-spējā-, kas ir kritērijs, kam atlases procesā jābūt nozīmīgam.
Lēmumu matrica: no tīrības prasībām līdz apjomradītiem ietaupījumiem
Izvērtējot projektu, iesakām pārbaudīt tehniskās iespējas šādā secībā:
- Skābekļa tīrība: gan PSA, gan VPSA droši ražo 90–95% skābekļa. Ja tīrība pārsniedz 95%, jāapsver pēc-attīrīšanas vai kriogēnā gaisa atdalīšana.
- Jaudas skala: zem 300 Nm³/h, parasti priekšroka tiek dota PSA; no 300 līdz 800 Nm³/h ir nepieciešams detalizēts ekonomiskais novērtējums, ņemot vērā vietējās elektroenerģijas izmaksas un gada darbības laiku; virs 800 Nm³/h, VPSA enerģijas priekšrocības parasti īsā atmaksāšanās periodā atgūst investīciju trūkumu.
- Gada darba stundas: mazāk nekā 4000 stundu gadā PSA piedāvā zemākas kopējās izmaksas; virs 6000 stundām/gadā VPSA gandrīz vienmēr uzvar.
- Vietnes komunālie pakalpojumi: VPSA nepieciešama stabilāka dzesēšanas ūdens padeve (vakuumsūkņa dzesēšanai) un pareiza pamatu izolācija, lai pārvaldītu vibrāciju.
Nozares tendences un procesu uzlabojumi
Jauni sietu materiāli izplēš veco PSA{0}}VPSA līniju. Augsti-litija ceolīti tagad adsorbē par aptuveni 30% vairāk slāpekļa nekā standarta klases, palīdzot PSA sasniegt 50% skābekļa atgūšanu pat bez dziļa vakuuma. VPSA pusē mainīga -ātruma vakuuma piedziņas ļauj vienībām pielāgot vilkmi reāllaikā, samazinot jaudu pie daļējas slodzes.
Esošiem PSA lietotājiem vakuuma pastiprinātāja pievienošana ir iespējama,-taču tikai tad, ja tvertne ar to var tikt galā un vārsti reaģē pietiekami ātri. Tas vislabāk darbojas, ja sākotnējais dizains atstāja vietu jauninājumiem. Vecākām sistēmām, kurām nav šīs rezerves, ir nepieciešama cieša, vietnei specifiska pārbaude.
PSA un VPSA nav konkurenti,{0}}tie ir piemēroti dažādiem jaudas diapazoniem un darba cikliem. Sākotnējā priekšizpētes darbā uzstāj uz pārbaudītiem enerģijas patēriņa datiem no neatkarīgiem testiem un nosakiet enerģijas izmaksas par galveno cenu noteikšanas faktoru. Shenger Gas piedāvā divus pielāgotus simulācijas pārskatus, pamatojoties uz jūsu pieprasījuma līkni, jaudas ātrumu un vietnes ierobežojumiem,{3}}lai jūs varētu salīdzināt ābolus ar āboliem. Galu galā skābeklis vietnē-ir enerģijas spēle. Pareizā atbilstība jūsu faktiskajam slodzes profilam katru reizi pārspēj zemu pirkuma cenu.
