Anwendungstechnologie von Molekularsieb im PSA -Sauerstoffgenerator

PSA -Sauerstoffgeneratoren produzieren Sauerstoff auf der Grundlage der Differenz der Sauerstoff- und Stickstoffadsorptionsraten von molekularen Sieben. Sie haben die Vorteile eines einfachen Prozesses, einer schnellen Gasproduktion und einem geringen Energieverbrauch und werden in Industrie- und medizinischen Bereichen häufig eingesetzt. Als Schlüsselmedium wirkt sich die Leistung von molekularen Sebes direkt auf den Sauerstoffproduktionseffekt aus, und die Forschung zu ihrer Anwendungstechnologie ist von großer Bedeutung.

1.PSA SauerstoffGeneratorenProzessfluss

1.1 Klassifizierung der Sauerstoffgeneratorstruktur

PSA-Sauerstoffgeneratoren werden im Allgemeinen in Einzelzusammenfassungen, Doppelturm-, Vier-Turm- und Multi-Turm-Strukturen unterteilt. Der Doppel-Turm-Sauerstoffproduktionsprozess wird aufgrund seiner hohen Sauerstoffproduktionseffizienz, eines guten energiesparenden Effekts, seiner guten Sauerstoffversorgungsstabilität, der niedrigen Kosten sowie der einfachen Installation und Verwendung relativ weit verbreitet. Der Sauerstoffgenerator für Einzelzusätze eignet sich für intermittierende oder verbrennungsgestützte Sauerstoffversorgungsszenarien. Der Multi-Turm-Sauerstoffgenerator hat eine relativ komplexe Struktur und eignet sich für Szenarien mit kleinem Fluss mit Raumbeschränkungen.
Stickstoff und Sauerstoff sind die Hauptkomponenten der Luft. Die Adsorptionskapazität von Stickstoff an Zeolith -Molekularsieben ist stärker als die des Sauerstoffs (Stickstoff hat eine starke Wechselwirkung mit den Oberflächenionen des molekularen Siebs). Wenn Luft durch ein Adsorptionsbett durchläuft, das mit Zeolith -Molekularsieb -Adsorbens unter Druck gefüllt ist, wird Stickstoff durch das molekulare Sieb adsorbiert. Sauerstoff ist aufgrund der weniger Adsorption in der Gasphase angereichert und fließt aus dem Adsorptionsbett, so dass Sauerstoff und Stickstoff getrennt werden, um Sauerstoff zu erhalten. Wenn das Molekül den Stickstoff der Sättigung des Stickstoffs adsorbiert, hören Sie auf die Luft zu und verringern Sie den Druck des Adsorptionsbettes. Das vom molekulare Sieb adsorbierte Stickstoff wird analysiert und das Molekül regeneriert und kann wiederverwendet werden. Sauerstoff kann kontinuierlich erzeugt werden, indem zwischen zwei oder mehr Adsorptionsbetten wechselt. Da die Adsorptionsleistung von Argon und Sauerstoff nicht viel unterschiedlich ist, ist es schwierig, die beiden zu trennen, und sie sind in der gemischten Gasphase angereichert, so dass die durch den Druckschwingadsorptions -Sauerstoffgenerator erhaltene Sauerstoffreinheit im Allgemeinen (93 ± 3)%ist.

1.2 Analyse des typischen Prozessflusss
Abbildung 1 ist ein häufig verwendeter energiesparender Doppel-Turm-Molekularsieb-Sauerstoffgenerator-Prozessfluss, der einen mehrstufigen Filter, einen Kalttrockner, einen Luftpuffertank, einen Doppel-Turm-Sauerstoffgenerator, einen Sauerstoffprozesstank und andere Komponenten umfasst. Die vom Luftkompressor bereitgestellte Luft tritt in die erste Gruppe von Filtern zur Filtration ein und wird dann vom Kalttrockner getrocknet und von der zweiten Gruppe von Filtern filtriert und in den Luftspeichertank eingetreten. Der Luftspeichertank bietet eine reine Gasquelle für den Doppel-Turm-Sauerstoffgenerator. Der Sauerstoffgenerator nimmt eine Doppel-Tower-Struktur an und verwendet das Adsorptionsprinzip des molekularen Siebs, um Sauerstoff herzustellen. Der vorbereitete Sauerstoff tritt von der oberen Rohrleitung in den Sauerstoffprozessbehälter ein und wird dann durch ein Durchflussmesser, ein Magnetventil usw. an den Sauerstoffanschluss geliefert. Der Prozess in Abbildung 1 reinigt die Luft effektiv vor der Trennung, indem ein doppelter Satz von Filtern und einen Kalttrockner an der Frontende entnommen wird, und die Verunreinigungen wie Partikel, Wasserdampfer und Öl in der Luft und das Öl in der Luft entfernt. Der Feuchtigkeitsgehalt der Luft nach dem Trocknen liegt unter 0. 05 g/m³, was die Effizienz des Stickstoff- und Sauerstofftrennung des molekularen Siebs im späteren Stadium verbessert. A cycle working mode of A adsorption (B desorption) → AB equalization → A desorption (B adsorption) → B adsorption (A desorption) → BA equalization → B desorption (A adsorption) is formed between adsorption tower A and adsorption tower B, which effectively saves energy, reduces oxygen production costs, and produces oxygen with a purity of Greater than or equal to 90% (v/v).

2. Arten von molekularen Siebe für die Sauerstoffproduktion und deren Vorbereitungsmethoden

2.1 Definition und strukturelle Grundlage molekularer Siebe
Molekulare Sieben beziehen sich auf ein synthetisches oder natürliches hydratisiertes Aluminosilikat (Zeolith) mit einer chemischen Formel von (m'2m) o ・ al2o3 ・ xsio2 ・ yh2o, wobei m 'und m monovalente oder vivalente Kationen darstellt. Die Substanz besteht hauptsächlich aus Silizium-Dioxid-Aluminiumoxid durch Sauerstoffbrücken, um eine offene Skelettstruktur zu bilden. Genau aufgrund der reichen Skeletttypen innerhalb des molekularen Siebs hat das molekulare Sieb effiziente Adsorptions- und katalytische Eigenschaften, was es in den letzten Jahren zu einem wichtigen Material in den technischen Bereichen der Lufttrenngeräte, Umweltchemie usw. macht. Es gibt viele Arten von Zeolithen, darunter 3a, 4a, 5a, x und 13x sind die am häufigsten verwendeten Zeolithen.

2,2 Arten von Sauerstoffmolekularsieben
Als wichtiges Anwendungsfeld von molekularen Sieben werden Sauerstoffmolekularsieben hauptsächlich im Druckschwingen-Adsorptions-Sauerstoffproduktionsprozess des unter Druck stehenden Adsorption und der atmosphärischen Desorption verwendet, die normalerweise einen hohen Stickstoff-Adsorptionskapazität und einen hervorragenden Nitrogenoxygen-Trennungskoeffizienten erfordert. Zu den üblicherweise verwendeten Sauerstoffgenerierenden molekularen Sieben gehören 5A, X-Typ, 13x, Li-LSX usw., darunter molekulare Siebe mit Natriumbasis mit der molekularen Formel von Na2o ・ Al2o3 ・ 2,45sio2 ・ 6.

2.3 Präparationsmethode des Sauerstoffgenerates Molekularsieb

Hydrothermale Synthesemethode
Die hydrothermale Synthesemethode besteht darin, Alkali, Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Wasser in einem bestimmten Verhältnis zu mischen und gleichmäßig zu rühren, sie dann in einen geschlossenen Behälter zu stecken, sie mit einer Heißwasserlösung zu erhitzen und molekulare Sieben durch Schritte wie Keimbildung, Wachstum und Kristallisation zu erzeugen. Die hydrothermale Synthesemethode ist derzeit die häufigste Methode zur Herstellung von Zeolith. Sein Vorteil liegt in der effizienten Auflösung von Wasser, die die Rohstoffe in Wasser gleichmäßig auflösen kann. Die hydrothermale Synthesemethode kann gemäß der Kristallisationstemperatur in zwei Kategorien unterteilt werden: niedrige Temperatur (25 ~ 150 Grad) und hohe Temperatur (＞ 150 Grad).
Gasphasenübertragungsmethode
Die Gasphasenübertragungsmethode ist eine Methode zur Synthese von Zeolith -Molekularsieben und Zeolithmembranen. In diesem Prozess werden die Reaktionsmaterialien zuerst gemischt, um ein amorphes Kolloid zu bilden, und dann wird das Kolloid in einen speziellen Reaktor platziert. In einem perforierten Siebgefäß stehen das organische Amin und Wasser in der Flüssigkeit am Boden des Reaktors nicht mit den festen Reaktanten in Kontakt, sondern werden bei einer bestimmten Temperatur erhitzt, um ein Zeolith -Molekularsieb oder eine Zeolithmembran zu bilden. Die Gasphasenübertragungsmethode wird verwendet, um molekulare Sieben herzustellen, die die Vorteile der Feststoff-Flüssig-Phasenabtrennung aufweist, wodurch die gegenseitige Kontamination zwischen den beiden Systemen vermieden und Lösungsmittel recyceln. Der Betriebsprozess dieser Methode ist jedoch relativ umständlich, der Synthesezyklus ist lang und es ist leicht, Verunreinigungen zu erzeugen. Diese Probleme begrenzen ihre Anwendung in der tatsächlichen industriellen Produktion.
Ionen -Wärmelynthesemethode
Die Ionen -Wärmelynthesemethode verwendet ionische Flüssigkeit als Lösungsmittel, mischt eine Vielzahl verschiedener Reaktions Rohstoffe unter bestimmten Bedingungen und reagiert dann in einem Reaktor, um schließlich ein molekulares Sieb zu erhalten. Diese Methode hat eine neue Möglichkeit zur Synthese von Phosphat -Zeolithen erstellt. Der Vorteil ist, dass ionische Flüssigkeiten sowohl als Lösungsmittel als auch als strukturreizende Mittel verwendet werden können, die bei Raumtemperatur abgeschlossen werden können. Es hat auch die Eigenschaften von hoher Effizienz und Sicherheit. Die Ionen -Wärmelynthesemethode weist jedoch Probleme wie den Energieverbrauch mit hoher Synthese und einen unreifen Prozess auf und befindet sich noch in der Explorationsphase.
Syntheseverfahren für Trockenpulversysteme
Diese Methode adsorbiert die Template durch Rühren der Reaktionsrohstoffe, kristallisiert dann bei einer bestimmten Temperatur und entnommen schließlich und trocknet das Produkt, um ein molekulares Sieb zu erhalten. Im Vergleich zu anderen Methoden verringert das Verfahren zur Trockenpulversynthese den Verbrauch von organischer Substanz, sodass es die Kosten senken und relativ geringe Auswirkungen auf die Umwelt hat. Es gibt jedoch immer noch viele Probleme bei der Herstellung von molekularen Sieben, wie der Auswahl der Pulvertrocknungsmaterialien, des Prozesses und des Betriebs der Trocknungsreaktion von Pulvers usw., für die weitere eingehende Forschungen erforderlich sind. Dies ist der Grund, warum die groß angelegte industrielle Produktion noch nicht erreicht wurde.

3. Faktoren, die die Lebensdauer von Sauerstoffmolekularsieben und die Analyse ihrer Versagensprinzipien beeinflussen

Nach einem Zeitraum der Anwendung haben molekulare Siebe Probleme wie einen langen Adsorptions- und Analyseprozess, eine schlechte Adsorptionskapazität und eine unzureichende Analyse, was zu einer Abnahme der Sauerstoffreinheit führt und das molekulare Sieb allmählich versagt und ersetzt werden muss. Durch die praktische vergleichende Analyse wird das Versagensprinzip von molekularen Sieben normalerweise durch interne Öl- und Wasserakkumulation sowie die Pulverisierung des molekularen Siebs selbst verursacht. und die Faktoren, die die Lebensdauer von molekularen Sieben beeinflussen, umfassen hauptsächlich die folgenden vier: ① die Qualität des molekularen Siebs selbst; ② das Molekularsiebfüllungsprozess; ③ das Molekularsieb -Pressgerät; ④ Die Reinheit des Gases, das in das molekulare Sieb eindringt.

V.
Als weltweit führender Hersteller von High-Tech-Gassystemen hat NewTek in den Bereichen Sauerstoff, Stickstoff, Argon und andere Geräte für Gaskraft und Zylinderfüllgeneratoren große Errungenschaften erzielt. Mit seinen tiefen Erfahrung in den Gasgeneratoren vor Ort und dem Werk mit Werkssystemen hat das Unternehmen erfolgreich rund 350 Generatoren und Fabriken auf der ganzen Welt installiert und starke technische Implementierungsfunktionen und Projektausführungsfunktionen demonstriert.
Seine Kernproduktlinien decken mehrere Felder wie PSA/VPSA-Sauerstoff- und Stickstoffanlagen, Sauerstoff/Stickstoff-/Argonpflanzen mit niedriger Temperatur und seine Produkte erhebliche technische Vorteile. EinnahmePSA Sauerstoff Produktionsausrüstung als Beispiel,NewtekIntegriert die modernste Anwendungstechnologie von molekularen Siebe tief und wählt Modelle für verschiedene Industrieanforderungen genau aus. Zum Beispiel verwendet das für die medizinische Industrie angepasste Sauerstoffproduktionssystem LI-LSX-basierte modifizierte molekulare Siebe. Mit seinem ultrahohen Stickstoff-Sauerstoff-Trennungskoeffizienten und Stickstoffadsorptionskapazität kann er stabil medizinischen Sauerstoff mit einer Reinheit von mehr als oder gleich 90%produzieren, was den strengen Standards der klinischen Nutzung entspricht. Die Sauerstoffproduktionsgeräte für das industrielle Feld verwendet molekulare Siebtypen, die für verschiedene Arbeitsbedingungen geeignet sind, unter Berücksichtigung der Effizienz der Sauerstoffproduktion und der Energieverbrauchskosten.
Im Produktdesign- und Herstellungsprozess stützt sich NewTek auf fortschrittliche Produktionsprozesse und strenge Qualitätskontrollsysteme, um eine stabile und zuverlässige Geräteleistung zu gewährleisten. Seine Ausrüstung verwendet einen optimierten Doppel-Turm-Sauerstoffproduktionsprozess, kombiniert mit einem effizienten Vorbehandlungssystem für die Luftaufbereitung, um die Lebensdauer und die Sauerstoffproduktionseffizienz des molekularen Siebs aus der Quelle zu gewährleisten. Gleichzeitig erhält das Unternehmen den personalisierten Benutzern von großer Bedeutung und bietet eine breite Palette an maßgeschneiderten Diensten. Von der Geräteskala über Reinheit der Sauerstoffproduktion bis hin zu Systemintegrationslösungen können sie entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen der Kunden flexibel angepasst werden. Egal, ob es sich um ein Szenario mit Small-Flow-Sauerstoffversorgung mit begrenztem Platz oder groß angelegten industriellen Produktionsanforderungen handelt, NewTek kann eine geeignete Lösung bieten und globale Kunden weiterhin technologische Innovationen und professionelle Dienstleistungen befähigen.