PSA skābeklisStikla ražošanā izmantoto parasti nosaka pēc skābekļa koncentrācijas, plūsmas, izplūdes spiediena, mitruma satura un piesārņojuma ierobežojumiem, nevis tikai pēc tīrības. Dedzinot ar skābekli bagātinātā stikla krāsnī, skābekļa koncentrācija parasti tiek uzskatīta par 90–95%, taču nepieciešamā vērtība ir atkarīga no degļa izvietojuma, degvielas, krāsns temperatūras, skābekļa iesmidzināšanas ātruma un no tā, vai skābeklis tiek sajaukts ar sadegšanas gaisu vai tiek piegādāts kā galvenais oksidētājs. Tāpēc iepirkuma specifikācijā skābekļa tīrība ir jāsaista ar faktiskajiem krāsns darbības apstākļiem, nevis jāizvēlas augstākā pieejamā koncentrācija.
Kāpēc stikla ražošanā tiek izmantots PSA skābeklis?
Stikla krāsns sadedzina degvielu sadegšanas kamerā, lai pārnestu siltumu uz stikla partiju un kausētu stiklu. Piegādājot sadegšanas gaisu, slāpeklis iekļūst kurtuvē kopā ar skābekli, jo atmosfēras gaiss satur lielu slāpekļa frakciju. Šis slāpeklis nepiedalās sadegšanā, bet tiek uzkarsēts krāsnī un izplūst caur izplūdes sistēmu.
A PSA skābeklisģenerators atdala skābekli no saspiestā gaisa, izmantojot molekulārā sieta adsorbenta gultas. Adsorbcijas posmā molekulārais siets galvenokārt saglabā slāpekli, kamēr ar skābekli bagātinātā gāze virzās uz produkta izeju. Pēc tam ģenerators pārslēdz gultas un reģenerē piesātināto adsorbentu, samazinot spiedienu. Iegūto skābekļa plūsmu var ievadīt degļos vai sajaukt ar degšanas gaisu pirms ievadīšanas krāsnī.
Tāpēc praktiskais mērķis nav vienkārši ražot skābekli noteiktā koncentrācijā. Sistēmai ir jānodrošina kontrolēta skābekļa plūsma uz krāsni, vienlaikus saglabājot deglim nepieciešamo spiedienu un gāzes sastāvu.
Kāda skābekļa tīrība parasti tiek uzskatīta par stikla krāsnīm?
Ar skābekli bagātinātai degšanai,PSA skābeklisparasti tiek piegādāts aptuvenā diapazonā90–95% O₂, atkarībā no PSA konfigurācijas un krāsns pielietojuma. Šo diapazonu nevajadzētu uzskatīt par universālu stikla rūpniecības standartu, jo dažādās krāšņu konstrukcijās tiek izmantoti dažādi oksidētāju sastāvi.
Piemēram, kurtuve, kas izmanto skābekli tikai sadegšanas gaisa bagātināšanai, var pieņemt atšķirīguPSA skābekliskoncentrācija no skābekļa kurināmā krāsns, kurā skābeklis veido primāro oksidētāju. Viena un tā pati PSA produkta tīrība var radīt arī dažādus sadegšanas apstākļus, ja tiek mainīts skābekļa plūsmas ātrums un degvielas plūsma.
| PSA skābekļa parametrs | Inženierzinātņu apsvērumi |
|---|---|
| Skābekļa koncentrācija | Nosaka O₂ frakciju, kas nonāk sadegšanas sistēmā |
| Skābekļa plūsma | Nosaka, cik daudz skābekļa var piegādāt degļiem |
| Izplūdes spiediens | Jāatbilst skābekļa cauruļvadu, vadības vārstu un degļa ieplūdes prasībām |
| Mitrums | Ietekmē produkta-gāzes kvalitāti un pakārtotā aprīkojuma apstākļus |
| Eļļas piesārņojums | Jākontrolē ar kompresora un filtrēšanas dizainu |
| Daļiņu piesārņojums | Nepieciešama atbilstoša ieplūdes un pakārtotā filtrēšana |
| Slodzes variācija | Nosaka ģeneratora jaudu un bufera prasības |
| Skābekļa monitorings | Atklāj koncentrācijas novirzes darbības laikā |
Tāpēc iepirkuma specifikācijā ir jānorāda abiskābekļa koncentrācija un skābekļa piegādes spēja. Tīrības rādītājs bez plūsmas prasības nenosaka izmantojamo skābekļa padevi.
Kā skābekļa tīrība maina krāsns sadegšanu?
Skābekļa koncentrācija maina slāpekļa daudzumu, kas nonāk degšanas zonā. Kad PSA skābeklis aizstāj daļu no sadegšanas gaisa, oksidētājs satur vairāk skābekļa un mazāk slāpekļa nekā parastais gaiss.
Pēc tam krāsns deglis saņem atšķirīgu gāzes sastāvu pie vienas un tās pašas degvielas ievades. Tas var mainīt liesmas temperatūru, liesmas tilpumu, izplūdes gāzu daudzumu un siltuma pārneses apstākļus. Faktiskais efekts ir atkarīgs no degļa ģeometrijas, degvielas veida, skābekļa iesmidzināšanas stāvokļa un krāsns darba temperatūras.
Piemēram, ja PSA skābeklis tiek ievadīts pirms gaisa un degvielas degļa, skābeklis sajaucas ar degšanas gaisu, pirms sasniedz liesmas zonu. Ja skābeklis tiek ievadīts caur speciālu skābekļa cauruli vai skābekļa degli, gāzes ātrumu, sajaukšanās modeli un liesmas ģeometriju nosaka atsevišķi skābekļa un degvielas kanāli.
Šī atšķirība ir svarīga, jo90% skābekļa, kas tiek piegādāts caur vienu degļa konfigurāciju, nerada tādus pašus krāsns apstākļus kā 90% skābekļa, kas tiek piegādāts caur citu konfigurāciju.
Kādi piemaisījumi ir jākontrolē PSA skābeklī?
PSA skābeklis tiek ģenerēts no atmosfēras gaisa, tāpēc padeves-gaisa apstrādes sistēma tieši ietekmē skābekļa produkta stāvokli. PSA iekārta parasti saņem saspiestu gaisu pēc filtrēšanas, dzesēšanas un mitruma noņemšanas.
Slāpeklis ir galvenā sastāvdaļa, ko noņem molekulārais siets. Atlikušais slāpeklis un argons paliek produkta plūsmā un samazina izmērīto skābekļa koncentrāciju.
Nepieciešamais atlikuma līmenis ir atkarīgs no mērķa skābekļa koncentrācijas un sadegšanas procesa. Skābekļa analizatoram nepārtraukti jāuzrauga produkta koncentrācija, nevis jāpaļaujas tikai uz nodošanas ekspluatācijā mērījumiem.
Saspiests gaiss satur mitrumu. Ja ūdens nonāk adsorbcijas gultnēs pārmērīgā daudzumā, tas var aizņemt adsorbcijas vietas un traucēt slāpekļa atdalīšanu.
Tāpēc gaisa apstrādes sekcijā parasti ietilpst pēcdzesētājs, kondensāta noņemšana, filtri un piemērota žāvēšanas stadija. Precīza prasība pēc rasas punkta ir atkarīga no PSA adsorbenta un aprīkojuma konstrukcijas.
Eļļa no ieeļļota kompresora var iekļūt saspiestā gaisa līnijā, ja atdalīšana un filtrēšana nav pietiekama. Eļļas piesārņojums var ietekmēt molekulāro sietu un pakārtoto skābekļa aprīkojumu.
Tāpēc kopā ar PSA sistēmu ir jānorāda kompresora veids, koalescējošie filtri, aktīvās ogles filtrēšana un apkopes intervāls.
Putekļu un filtra materiāla daļiņas var iekļūt vārstos un adsorbcijas traukos, ja netiek uzturēta ieplūdes filtrācija. Diferenciālā spiediena uzraudzību visos filtros var izmantot, lai noteiktu filtra slodzi, pirms tā ierobežo gaisa padevi.
Kādas ir stikla ražošanas PSA skābekļa sistēmas galvenās sastāvdaļas?
PSA skābekļa sistēma nav viens atdalīšanas trauks. Tas sastāv no vairākiem komponentiem, kas kontrolē padeves gaisa apstrādi, adsorbciju, reģenerāciju, skābekļa uzglabāšanu un produktu piegādi.
Kompresors piegādā atmosfēras gaisu PSA sistēmai ar spiedienu, kas nepieciešams adsorbcijas ciklam. Kompresora jaudai ir jāsedz PSA padeves gaisa pieprasījums vajadzīgajā darba spiedienā.
Filtri, dzesētāji, kondensāta separatori un žāvētāji noņem eļļu, šķidru ūdeni un daļiņas, pirms saspiestais gaiss nonāk adsorbcijas traukos.
Adsorbcijas trauki satur molekulāro sietu, kas galvenokārt adsorbē slāpekli no saspiesta gaisa. Ar skābekli bagātināta gāze iet caur gultni produkta pusē.
Automātiskie vārsti maina adsorbcijas un reģenerācijas posmus starp traukiem. Vārstu laiks nosaka PSA ciklu un tādējādi ietekmē skābekļa atgūšanu un produkta koncentrāciju.
Bufera tvertne uzglabā produkta skābekli un samazina īslaicīgas spiediena un plūsmas svārstības starp PSA ģeneratoru un krāsni.
Skābekļa analizators mēra produkta-gāzes koncentrāciju. Vadības sistēma var radīt trauksmi vai mainīt darbības apstākļus, ja skābekļa koncentrācija nokrītas ārpus noteiktā diapazona.
Regulatori, vadības vārsti, spiediena devēji un plūsmas mērītāji kontrolē skābekļa piegādi no ģeneratora uz krāsns sadales sistēmu.
Kā PSA skābekļa padeve savienojas ar stikla krāsni?
Skābekļa padeves ceļš parasti seko secībai, kas ir līdzīga:
Atmosfēras gaiss → kompresors → filtrēšana un žāvēšana → PSA adsorbcijas slāņi → skābekļa buferis → skābekļa analizators → spiediena regulēšana → plūsmas kontrole → deglis/skābekļa iesmidzināšanas sistēma → stikla krāsns
Katra sadaļa veic atšķirīgu inženiertehnisko funkciju.
Kompresors nosaka padeves gaisa spiedienu. Iepriekšēja apstrāde noņem piesārņotājus. PSA gultas atdala slāpekli no skābekļa. Bufera tvertne stabilizē īstermiņa pieprasījuma izmaiņas. Analizators pārbauda skābekļa koncentrāciju. Pēc tam spiediena un plūsmas regulētāji piegādā gāzi krāsnī vajadzīgajos darbības apstākļos.
Skābekļa cauruļvads arī jāprojektē atbilstoši faktiskajam plūsmas ātrumam un spiediena kritumam. Caurules diametrs, vārsta izmērs, veidgabali un regulatora jauda nav jāizvēlas tikai atbilstoši PSA izejas savienojumam.
Kā stikla ražotājiem vajadzētu noteikt nepieciešamo PSA skābekļa ietilpību?
Jauda jāaprēķina no krāsns parastā un maksimālā skābekļa patēriņa.
Praktiskajā aprēķinā jāņem vērā:
degļu skaits × skābekļa patēriņš uz degli × darba slodze × maksimālā pieprasījuma koeficients
Aprēķinos jāņem vērā arī ražošanas izmaiņas. Krāsns var darboties ar vienu skābekļa patēriņu normālas kausēšanas laikā, un tai var būt nepieciešama cita plūsma palaišanas, ražošanas ātruma maiņas, degļa regulēšanas vai skābekļa bagātināšanas darbības laikā.
Ja PSA ģenerators ir pielāgots tikai vidējam patēriņam, produkta skābekļa koncentrācija vai izplūdes spiediens var samazināties, kad krāsns sasniedz maksimālo pieprasījumu.
Bufera tvertne var samazināt īslaicīgas svārstības, taču tā nevar neierobežoti kompensēt mazizmēra PSA ģeneratoru. Tāpēc ģeneratora jaudai ir jāatbilst nepārtrauktai skābekļa nepieciešamībai, savukārt uzglabāšanas tilpums nodrošina īslaicīgas izmaiņas.
Kas pircējiem jāpārbauda pirms PSA skābekļa ģeneratora stikla pasūtīšanas?
Iepirkuma tehniskajā specifikācijā jāiekļauj šāda informācija:
| Iepirkuma vienība | Informācija, kas jāapstiprina |
|---|---|
| Krāsns tips | Reģeneratīvā, rekuperatīvā, skābekļa degvielas vai cita konfigurācija |
| Stikla ražošanas ātrums | Normāla un maksimālā ražošana |
| Skābekļa tīrība | Nepieciešamā O₂ koncentrācija un tolerance |
| Skābekļa ietilpība | Normāls un maksimālais Nm³/h |
| Skābekļa spiediens | Prasības ģeneratora izvadei un krāsns ieplūdei |
| Degviela | Dabasgāze, LPG, eļļa vai cita degviela |
| Degļa konfigurācija | Gaiss-degviela, ar skābekli bagātināts, skābeklis-degviela vai jaukts izkārtojums |
| Skābekļa injekcija | Galvenais oksidētājs, bagātināšanas līnija, lance vai degļa pieslēgvieta |
| Barības gaisa kvalitāte | Eļļas, ūdens, daļiņu un rasas punkta ierobežojumi |
| Bufera tilpums | Nepieciešams, lai absorbētu īstermiņa pieprasījuma izmaiņas |
| Uzraudzība | Skābekļa koncentrācija, spiediens, plūsma un trauksmes signāli |
| Uzstādīšanas nosacījumi | Apkārtējās vides temperatūra, ventilācija, pieejamā grīdas platība un komunālie pieslēgumi |
| Apkope | Filtru nomaiņa, vārstu pārbaude, analizatora kalibrēšana un adsorbentu apkalpošana |
Krāsns operatoram šie apstākļi ir jānodrošina pirms PSA skābekļa ģeneratora izmēra noteikšanas. Pretējā gadījumā piegādātājs var izvēlēties aprīkojumu, pamatojoties tikai uz nominālo skābekļa tīrību un paredzamo plūsmu, kas var neatspoguļot faktisko krāsns slodzi.
Kāpēc izvēlēties NEWTEK PSA skābekļa ģeneratoru ražošanai?
NEWTEKizstrādā un piegādā uz vietas gāzes ražošanas iekārtas, t.skPSA skābekļa ģeneratori, PSA slāpekļa ģeneratori, Moduļu skābekļa rūpnīcas. Šis produktu klāsts ļauj izvēlēties gāzes ražošanas konfigurāciju atbilstoši nepieciešamajai jaudai, uzstādīšanas vietai, gāzes spiedienam un ekspluatācijas apstākļiem.
NEWTEKprojekta process aptver tehnoloģiju izpēti, inženierprojektēšanu, ierīču izgatavošanu, instalācijas testēšanu un pēcpārdošanas pakalpojumus. Iekārtas konfigurācijas laikā kopā ar PSA sistēmas dizainu var ņemt vērā skābekļa ietilpību, tīrību, izplūdes spiedienu, vietas temperatūru, mitrumu un elektriskos apstākļus. Tās publicētais skābekļa ģeneratora diapazons ir 1–300 Nm³/h, ar skābekļa tīrību 93%±3%, regulējamu skābekļa spiedienu 0,01–0,5 MPa un skābekļa rasas punktu no -40 grādiem līdz -75 grādiem pēc atmosfēras rasas punkta.
Ražošanai un piegādei NEWTEK apvieno PSA adsorbcijas iekārtas ar gaisa apstrādi, automātisku vārstu pārslēgšanu, skābekļa uzraudzību, spiediena kontroli un sistēmas sakaru funkcijām. Ir pieejamas Modbus, Profibus Fieldbus un Ethernet sakaru iespējas, lai savienotu gāzes ražošanas iekārtas ar iekārtas uzraudzības un vadības sistēmām.
