Småskala trykksvingadsorpsjonsoksygenproduksjonsteknologitest

 Småskala trykksving adsorpsjon oksygen produksjonsteknologi
 

Liten trykksvingadsorpsjon (PSA) oksygenproduksjonsteknologi bruker luft som råmateriale for å produsere oksygen gjennom fysisk adsorpsjon, med elektrisitet som eneste energikilde. Innen minutter etter at det er slått på, kan utstyret kontinuerlig produsere medisinsk oksygen med et oksygeninnhold på over 90 %, og oppfyller standarder for medisinsk behandling. Denne teknologien gir fordeler som enkel betjening, pålitelighet, langsiktig oksygentilførsel og kostnadseffektivitet.

Små PSA oksygenkonsentratorer er mye brukt på sykehus, hjem, hoteller, oksygenbarer og andre offentlige steder, med strenge krav til størrelse, vekt, støy og energiforbruk. For å møte disse kravene må konsentratorene være kompakte, lette, bærbare, stillegående og energieffektive. For ytterligere å forbedre ytelsen til den lille PSA oksygengeneratoren, utforsker denne studien faktorer som påvirker oksygenproduksjonen, inkludert valg av molekylsikt, byttetid, optimalisering av trykkutjevningstrinn og oksygenlagringstankens kapasitet. Målet er å forbedre oksygenproduksjonseffektiviteten, redusere energiforbruket og forlenge utstyrets levetid gjennom disse optimaliseringene.

 

 

 

Prosessflyt

Pressure swing adsorption (PSA) oksygenproduksjon er avhengig av de forskjellige adsorpsjonskapasitetene til zeolittmolekylsikter for oksygen og nitrogen under varierende trykk. Ved høyt trykk adsorberes nitrogen, noe som beriker oksygen, mens nitrogen ved lavt trykk desorberes, og gir oksygenrik gass. Flere adsorpsjonssenger byttes i rekkefølge for kontinuerlig oksygenproduksjon. Vanlige PSA-prosesser inkluderer høytrykksadsorpsjon med atmosfærisk desorpsjon (PSA), trykkadsorpsjon med vakuumdesorpsjon (VPSA) og atmosfærisk adsorpsjon med vakuumdesorpsjon (VSA).

PSA-prosessen er mye brukt i småskala oksygenproduksjon på grunn av sin enkelhet og lave investering, men dens høye energiforbruk har drevet interessen for den mer energieffektive VPSA-prosessen. De siste årene har VPSA-teknologien fått gjennomslag i småskalaapplikasjoner, med produkter som allerede er lansert i utlandet.

For å forbedre gassutvinningen, oksygenrenheten og redusere energiforbruket, er trinnet for trykkutjevning (PE) introdusert. Dette trinnet forbinder to adsorpsjonstårn, slik at gass fra høytrykkstårnet kan strømme inn i lavtrykkstårnet og balansere trykket. Denne gjenvinningen av mekanisk energi og optimaliseringen av gasskonsentrasjonsfordelingen øker energieffektiviteten og utvinningsgraden.

Studier viser at PSA-prosessen med PE betydelig reduserer koblingstrykk, kompressoreffekttap og effekttap i sengen samtidig som energieffektiviteten og gassgjenvinningen forbedres. Mens PE har blitt mye brukt i store systemer, er bruken i småskala enheter mindre vanlig på grunn av tekniske og kostnadsbegrensninger. I småskala PSA oksygenproduksjon kan PE implementeres ved innløpet, utløpet eller begge ender av adsorpsjonstårnet, noe som forbedrer ytelsen, effektiviteten og energibesparelsene.

 

 

Testprosess

1-filter; 2-kompressor; 3-kjøligere; 4-trykkmåler; 5-to-posisjons femveis magnetventil; 6-lyddemper; 7-adsorpsjonstårn; 8-trykkutjevningsmagnetventil; 9-throttle valve; 10-treveisventil; 11-tilbakeslagsventil; 12-gasslagringstank; 13-trykkbegrensningsventil;
14-strømningsmåler; 15-kontrollpanel

Den eksperimentelle enheten bruker et kontrollpanel for å styre to-posisjons femveis magnetventil og trykkutjevningsmagnetventil, som muliggjør tre prosesskonfigurasjoner: ingen trykkutjevning, trykkutjevning ved luftinntaket og trykkutjevning i begge ender av adsorpsjonen tårn. Systemet justerer trykkutjevningstiden og tilkoblingstiden for luftinntak for å bytte mellom disse prosessene.

Luft renses, komprimeres og avkjøles før den kommer inn i adsorpsjonstårnet med zeolittmolekylsikt for separasjon. Det separerte oksygenet strømmer inn i en gasslagertank, mens det gjenværende nitrogenet luftes ut. Oksygenstrømmen styres av en strømningsmåler, og koblingstiden justeres via kontrollpanelet. Oksygeninnholdet måles ved bruk av kobberammoniakkløsningsmetoden og YHL intelligent oksygenmåler.

Dette eksperimentet fokuserer på innvirkningen av faktorer som molekylsikttype, byttetid, trykkutjevningstrinn, adsorpsjonstårnforhold og lagertankvolum på oksygenproduksjonen. Noen parametere er dimensjonsløse for klarere analyse av deres effekt på ytelsen.

Konklusjon
 

Ulike typer molekylsikter har betydelig innvirkning på oksygenproduksjonseffektiviteten, med LiX molekylsikt som yter best. Bruk av LiX kan redusere størrelsen på adsorpsjonstårnet betraktelig, redusere oksygen-til-luft-forholdet og forbedre maskinens generelle ytelse.

Byttetid er en nøkkelparameter i trykksvingadsorpsjon (PSA) oksygenproduksjon. Den optimale koblingstiden for et bestemt system må bestemmes gjennom eksperimentering.

Innføring av et trykkutjevningstrinn (PE) kan effektivt øke oksygeninnholdet og utvinningshastigheten, noe som fører til energibesparelser. Tilsetningen av et enkelt PE-trinn forbedrer både oksygenkonsentrasjonen og utvinningshastigheten betydelig. Derfor, for småskala PSA oksygenproduksjonssystemer, brukes en enkel ett-trinns PE-prosess ofte.

Å øke høyde-til-diameter-forholdet til adsorpsjonstårnet bidrar til å forbedre oksygenproduksjonsytelsen i småskala PSA-systemer. Imidlertid kan for høye forhold redusere utnyttelsen av molekylsikter og forårsake betydelige veggeffekter, som negativt påvirker oksygenproduksjonseffektiviteten.

Å øke kapasiteten til gasslagertanken bidrar til å forbedre oksygeninnholdet og redusere svingninger i oksygentilførselen.