Väikesemahuline rõhumuutuse adsorptsiooni hapniku tootmise tehnoloogia test

 Väikesemahulise rõhu kõikumise adsorptsiooni hapniku tootmise tehnoloogia
 

Väikese rõhu kõikumise adsorptsiooni (PSA) hapnikutootmise tehnoloogia kasutab hapniku tootmiseks füüsikalise adsorptsiooni kaudu toorainena õhku, kusjuures ainsaks energiaallikaks on elekter. Mõne minuti jooksul pärast sisselülitamist suudab seade pidevalt toota meditsiinilist hapnikku hapnikusisaldusega üle 90%, mis vastab arstiabi standarditele. See tehnoloogia pakub selliseid eeliseid nagu lihtne töö, töökindlus, pikaajaline hapnikuvarustus ja kulutõhusus.

Väikesi PSA hapnikukontsentraatoreid kasutatakse laialdaselt haiglates, kodudes, hotellides, hapnikubaarides ja muudes avalikes kohtades, mille suurusele, kaalule, mürale ja energiatarbimisele kehtivad ranged nõuded. Nende nõudmiste täitmiseks peavad kontsentraatorid olema kompaktsed, kerged, kaasaskantavad, vaiksed ja energiasäästlikud. Väikese PSA hapnikugeneraatori jõudluse edasiseks parandamiseks uuritakse selles uuringus hapniku tootmist mõjutavaid tegureid, sealhulgas molekulaarsõela valikut, lülitusaega, rõhu ühtlustamise etappide optimeerimist ja hapnikumahuti mahutavust. Eesmärk on nende optimeerimiste abil parandada hapniku tootmise efektiivsust, vähendada energiatarbimist ja pikendada seadmete kasutusiga.

 

 

 

Protsessi voog

Survemuutuva adsorptsiooni (PSA) hapniku tootmine sõltub tseoliidi molekulaarsõelte erinevast adsorptsioonivõimest hapniku ja lämmastiku jaoks erineva rõhu all. Kõrgel rõhul adsorbeerub lämmastik, rikastades hapnikku, madalal rõhul aga desorbeerub lämmastik, saades hapnikurikka gaasi. Pidevaks hapniku tootmiseks vahetatakse järjest mitu adsorptsioonikihti. Levinud PSA protsessid hõlmavad kõrgsurve adsorptsiooni atmosfääri desorptsiooniga (PSA), survestatud adsorptsiooni vaakumdesorptsiooniga (VPSA) ja atmosfääri adsorptsiooni vaakumdesorptsiooniga (VSA).

PSA protsessi kasutatakse laialdaselt väikesemahulises hapnikutootmises selle lihtsuse ja vähese investeeringu tõttu, kuid selle suur energiatarbimine on tekitanud huvi energiatõhusama VPSA protsessi vastu. Viimastel aastatel on VPSA tehnoloogia saavutanud tõmbejõudu väikesemahulistes rakendustes ning tooteid on juba välismaal turule toodud.

Gaasi taaskasutamise, hapniku puhtuse parandamiseks ja energiatarbimise vähendamiseks on kasutusele võetud rõhu ühtlustamise (PE) etapp. See samm ühendab kaks adsorptsioonitorni, võimaldades kõrgsurvetornist pärit gaasil voolata madalsurvetorni, tasakaalustades nende rõhku. Selline mehaanilise energia taastamine ja gaasi kontsentratsiooni jaotuse optimeerimine suurendab energiatõhusust ja taaskasutamise määra.

Uuringud näitavad, et PSA-protsess PE-ga vähendab oluliselt lülitusrõhku, kompressori võimsuskadu ja voodivõimsuse kadu, parandades samal ajal energiatõhusust ja gaasi taaskasutamist. Kuigi PE on laialdaselt kasutatud suuremahulistes süsteemides, on selle kasutamine väikesemahulistes seadmetes tehniliste ja kulupiirangute tõttu vähem levinud. Väikesemahulises PSA hapnikutootmises saab PE-d rakendada adsorptsioonitorni sisselaskeava, väljalaskeava või mõlemas otsas, parandades jõudlust, tõhusust ja energiasäästu.

 

 

Testimisprotsess

1-filter; 2-kompressor; 3-jahuti; 4-manomeeter; 5-kahepositsiooniline viiekäiguline solenoidklapp; 6-summuti; 7-adsorptsioonitorn; 8-rõhu ühtlustav solenoidklapp; 9-drosselklapp; 10-kolmekäiguline klapp; 11-kontrollklapp; 12-gaasipaak; 13-rõhupiirang;
14-voolumõõtur; 15-juhtpaneel

Katseseade kasutab juhtpaneeli kahepositsioonilise viiekäigulise solenoidklapi ja rõhu ühtlustava solenoidventiili haldamiseks, võimaldades kolme protsessi konfiguratsiooni: rõhu võrdsustamine puudub, rõhu ühtlustamine õhu sisselaskeava juures ja rõhu ühtlustamine adsorptsiooni mõlemas otsas. torni. Süsteem reguleerib rõhu ühtlustamise aega ja õhu sisselaskeava ühendusaega nende protsesside vahel vahetamiseks.

Õhk puhastatakse, surutakse kokku ja jahutatakse enne adsorptsioonitorni sisenemist eraldamiseks tseoliidi molekulaarsõelaga. Eraldatud hapnik voolab gaasimahutisse, ülejäänud lämmastik juhitakse välja. Hapnikuvoolu juhitakse voolumõõturiga ja lülitusaega reguleeritakse juhtpaneeli kaudu. Hapnikusisaldust mõõdetakse vase ammoniaagilahuse meetodil ja YHL intelligentse hapnikumõõturiga.

See katse keskendub selliste tegurite mõjule nagu molekulaarsõela tüüp, lülitusaeg, rõhu ühtlustamise etapid, adsorptsioonitorni suhe ja hoiupaagi maht hapniku tootmisele. Mõned parameetrid on mõõtmeteta, et analüüsida nende mõju jõudlusele selgemalt.

Järeldus
 

Erinevat tüüpi molekulaarsõeltel on oluline mõju hapniku tootmise efektiivsusele, kusjuures LiX molekulaarsõel toimib kõige paremini. LiX-i kasutamine võib oluliselt vähendada adsorptsioonitorni suurust, alandada hapniku-õhu suhet ja parandada masina üldist jõudlust.

Lülitusaeg on rõhumuutuse adsorptsiooni (PSA) hapniku tootmise põhiparameeter. Konkreetse süsteemi optimaalne lülitusaeg tuleb kindlaks määrata katsetamise teel.

Rõhu ühtlustamise (PE) etapi kasutuselevõtt võib tõhusalt suurendada hapnikusisaldust ja taastumiskiirust, mis toob kaasa energiasäästu. Ühe PE-astme lisamine parandab oluliselt nii hapniku kontsentratsiooni kui ka taastumiskiirust. Seetõttu kasutatakse väikesemahuliste PSA hapnikutootmissüsteemide puhul tavaliselt lihtsat üheastmelist PE protsessi.

Adsorptsioonitorni kõrguse ja läbimõõdu suhte suurendamine aitab parandada hapniku tootmise jõudlust väikesemahulistes PSA-süsteemides. Kuid liiga kõrged suhted võivad vähendada molekulaarsõelte kasutamist ja põhjustada olulisi seinaefekte, mis mõjutavad negatiivselt hapniku tootmise efektiivsust.

Gaasipaagi mahu suurendamine aitab parandada hapnikusisaldust ja vähendada hapnikuvarustuse kõikumisi.