3 氧漂用VPSA制氧设备介绍
VPSA制氧系统主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气缓冲罐组成。原料空气经吸主口过滤器除掉灰尘颗粒后,被罗茨鼓风机增压至 30-50Kpa而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳及少量其他气体组分在吸附器入口处被填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所 吸附。而氧气(包括氩气)非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气缓冲罐。当该吸附器吸附到一定程度,其中的吸附剂将达到饱和状态,此时通过切换 阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反),真空度为65-75Kpa。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其他气体组分被抽出并排至大气,吸附剂得 到再生。VPSA的每个吸附器都交替执行吸附-解吸-冲压步骤。这三个基本的工艺步骤由PLC和切换阀系统来实现自动控制。
VPSA制氧装置流程简单,设备数量少,基建费用少,对厂房要求也不高,基建费用仅占设备总投资的5%~10%。
VPSA装置能全看动无负荷运转,且停车后,吸附塔内气氛稳定,重新开车后几分钟就能出产品。简单的启动及停车能避开用电高峰运行,降低生产成本。
VPSA装置本身很简单,运转机器数量少,动设备为罗茨鼓风机和罗茨真空泵,因其工作原理都为容积式,无油,常温常压下操作,维修保养工作量少,费 用低。年设备开车率98%左右,且其中有50%是因为故障停车,如冷却少供应故障及电力故障等。设备正常维修保养停车约每年5d,由于风机真空泵注油,动 设备的定期维修保养和操作人员负责空气过滤器之无纺布的定期更换(周期为1-2月)等。分子筛使用寿命10a以上,切换阀门阀座一般2-3a方更换一次, 真空泵轴承及油封在正常使用条件下寿命为3-5a.
4 VPSA制氧设备是廉价适用的氧气源
VPSA制氧设备工艺成熟,目前国内两塔流程水平已和国际同步,一般能耗0.4-0.5 kW.h/Nm3,纯度91%~92%,全看上去控制,单位氧成本0.4元/Nm3左右(当地用电价格差异)而目前市场单位氧气价格为大约1元/Nm3.
深冷空分目前国内最先进的是第六代产品,除采用规整填料塔和全精馏制氩这两项核心技术外,并应用高效率高压增压透平膨胀机、液体内压缩流程、大截面 在规格板式换热器和常温分子筛净化等技术,空分装置氧提取率达到97%-99%,氩提取率达到75%-88%,制氧电耗降到至0.40-0.42 kW.h/Nm3.但自动化控制,停留在上世纪80年代中期的水平上且设备产量一般在6000 Nm-3。h-1以上,目前国内纸厂规模都不适用。
深冷制备一般可产氧氮两种产品,纸浆企业氮气是间隙用气,且用量不大,如果储运销售,市场竞争力不强,大部分都是放空浪费。氧气产量调节也较为困难,调节时间要1h,配置灌充平台,产量不大,市场销售也不经济。
加工处理的原料空气中的氧气并不能被完全提取。PSA加压吸附制氧机,原料空气先加压0.4Mpa吸附制取氧气,再靠常压放空解吸。其特点是分子筛要求低,设备相对简单,但能耗较高。一般产量100Nm3/h以下,较为经济。因其较高的产品出口压力,目前较多应用于污水纯氧曝气,富氧水产养殖等领域。
目前国内制浆企业用氧规模在几百个立方米,纸浆氧漂压力一般为0.8Mpa。VPSA变压吸附制氧设备,低压吸附制氧,抽真空解吸,产品氧气根据用户需要配置增压氧压机,再送用户使用,能耗低,制浆企业配置更为经济。
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