Effekt av PSA-syreproduktionsprocessjustering på syreproduktionseffekt under platåmiljö

Abstrakt:

Baserat på den förbättrade cykliska PSA-syreproduktionsprocessen etablerades en experimentell anordning för PSA-syreproduktion med justerbara processparametrar. Effekterna av adsorptionstid, tryckutjämningstid, reningstid och produktgasflödeshastighet på syreproduktionsprestanda i platåområden studerades experimentellt och analyserades teoretiskt. Resultaten visar att en lämplig förlängning av adsorptionstiden bidrar till att öka adsorptionstrycket och förbättra produktgasens prestanda, men för lång adsorptionstid kommer att göra att molekylsilbädden penetrerar, vilket resulterar i en kraftig minskning av syrehalten (volymfraktion) av produktgasen; förlängning av tryckutjämningstiden i viss utsträckning ökar adsorptionstrycket, varigenom produktgasens prestanda förbättras; syreproduktionseffekten är bättre under låg rengöringstid, och för lång rengöringstid förbättrar inte produktgasens renhet ytterligare, utan leder till en stor mängd högrent gasavfall; hög produktgasflöde hjälper till att eliminera ackumulering av högren produktgas i toppen av adsorptionstornet och förhindrar syre från återflöde till massöverföringsområdet. Forskningsresultaten kommer att ge teoretisk vägledning för optimering av PSA-syreproduktionseffekt i höghöjdsområden och dess praktiska tillämpning.

Optimeringsidéer för PSA-syreproduktionsprocessen i platåområden

Med ökningen av höjden minskar atmosfärstrycket, och kompressorns avgasvolym minskar också i enlighet med detta. Vid denna tidpunkt förlängs adsorptionstiden för att öka arbetstrycket i adsorptionstornet, förbättra effektiviteten hos den syreproducerande molekylsilen och erhålla en större mängd kväveadsorption, vilket kan uppnå effekten av att öka produktens syrehalt och syreproduktion. Ju högre höjd, desto lägre är motsvarande tryck i adsorptionstornet vid slutet av adsorptionsprocessen, och desto lägre initialtryck erhålls av adsorptionstornet i tryckutjämningssteget efter dekompression och desorption. Genom att på lämpligt sätt förlänga tryckutjämningstiden kan mer tryckutjämnande gas komma in i adsorptionstornet, öka det initiala adsorptionstrycket, och motsvarande mängd kväveadsorption för molekylsikten för syre kommer att öka i enlighet med detta, och produktens syrehaltsindex kommer också att öka. Det bör noteras att tryckutjämningstiden inte kan förlängas obegränsat. Om den är för lång kommer kväve att fly från den mättade syremolekylsilen och komma in i det desorptionsfullbordade adsorptionstornet. Med ökningen av höjden, ju lägre omgivande desorptionstryck, desto högre desorptionsgrad för adsorptionstornet, och efterfrågan på reningsgas kommer att minska vid denna tidpunkt. Rengöringsvolymen bör minskas gradvis när höjden ökar. Den minskade reningsvolymen släpps ut som produktgas, vilket är fördelaktigt för att öka syreproduktionen och syrehalten. Det motsvarande maximala trycket i adsorptionstornet kommer att öka med minskningen av rengöringsvolymen, vilket är fördelaktigt för förbättringen av produktens syrehalt och syreproduktionseffektiviteten hos molekylsilen. Under driftförhållandena med lågt produktgasflöde kan mängden syre som ackumulerats på toppen av bädden frigöras genom att öka rengöringsgasflödet, vilket kan bromsa de negativa effekterna av syreåterblandning; adsorptionstrycket kan minskas genom att minska tryckutjämningsgasflödet, vilket kan bromsa ackumuleringen av syre i bädden; gasförsörjningsanordningen med lägre energiförbrukning kan bytas ut för att på lämpligt sätt minska insugningsflödet och minska produktionskostnaderna. Under driftförhållandena med högt produktgasflöde kan regenereringseffekten av bädden förbättras genom att öka rengöringsgasflödet.

Slutsats

NEWTEK:s FoU-team studerade inverkan av olika processparametrar (adsorptionstid, tryckutjämningstid, reningstid och produktgasflöde) av syreproduktion på syreproduktionseffekten under platåmiljö, och sammanfattade optimering och justeringsmetoder för syreproduktionssystemet, som kan ge viktiga referenser för optimeringsriktningen och justeringsstrategin för platåsyreproduktionsprocessen, och följande huvudslutsatser drogs.
(1) Med höjdförändringen finns det en optimal adsorptionstidsparameter. Om adsorptionstiden är för kort kommer molekylsilens syreproduktionseffektivitet att minska. Om adsorptionstiden är för lång kommer adsorptionstornet att penetreras av kväve.
(2) Om tryckutjämningstiden är för kort kommer det initiala trycket i adsorptionstornet att minska, vilket påverkar den slutliga adsorptionsmängden av kväve genom molekylsilen. Om tryckutjämningstiden är för lång kommer ammoniak i massöverföringsmättnadszonen i molekylsilens adsorptionsskikt att desorberas och komma in i adsorptionstornet som just har desorberats, vilket resulterar i en minskning av syreproduktionshalten.
(3) På samma höjd ökar produktens syrehalt först och minskar sedan med rengöringstiden. Det finns en optimal rengöringstid. Ju högre höjd, desto lägre desorptionstryck, desto högre desorptionsgrad för den syreproducerande molekylsilen, och desto kortare erforderlig optimal rengöringstid.
(4) Den optimala produktgasens syreflödeshastighet minskar med ökande höjd. På samma höjd, när produktens syreflöde är lågt, kan det höghaltiga syret som ackumulerats på toppen av tornet inte släppas ut i tid, vilket resulterar i ett högt syrepartialtryck i den övre massöverföringszonen av adsorptionstornet, som hämmar adsorptionen av kväve av den syreproducerande molekylsilen; när produktens syreflöde är för högt kommer ammoniak att penetrera adsorptionsbädden, vilket gör att produktens syrehalt sjunker kraftigt.