PSA oxigénAz üveggyártásban használt felhasználást általában az oxigénkoncentráció, az áramlás, a kimeneti nyomás, a nedvességtartalom és a szennyezőanyag-határértékek határozzák meg, nem pedig a tisztaság. Oxigénnel dúsított üvegkemencében 90-95% körüli oxigénkoncentrációt szoktak figyelembe venni, de a szükséges érték függ az égő elrendezésétől, a tüzelőanyagtól, a kemence hőmérsékletétől, az oxigén befecskendezési sebességétől, valamint attól, hogy az oxigént keverik-e égési levegővel, vagy fő oxidálószerként szállítják-e. A beszerzési előírásoknak ezért az oxigéntisztaságot a kemence tényleges működési feltételeivel kell összekapcsolniuk, ahelyett, hogy a legmagasabb elérhető koncentrációt választanák.
Miért használ az üveggyártás PSA-oxigént?
Az üvegkemence tüzelőanyagot éget az égéskamrában, hogy hőt adjon át az üvegadagnak és az olvadt üvegnek. Az égési levegő bejutásakor a nitrogén oxigénnel együtt kerül a kemencébe, mivel a légköri levegő nagy nitrogénfrakciót tartalmaz. Ez a nitrogén nem vesz részt az égésben, hanem felmelegszik a kemencében, és a kipufogórendszeren keresztül távozik.
A PSA oxigéngenerátor választja el az oxigént a sűrített levegőtől molekulaszita adszorbens ágyak segítségével. Az adszorpciós szakaszban a molekulaszita előnyösen megtartja a nitrogént, míg az oxigénnel dúsított gáz a termék kimenete felé halad. A generátor ezután ágyakat vált, és a nyomás csökkentésével regenerálja a telített adszorbenst. A keletkező oxigénáramot be lehet fecskendezni az égőkbe, vagy összekeverni égési levegővel, mielőtt belépne a kemencébe.
A gyakorlati cél tehát nem egyszerűen meghatározott koncentrációjú oxigén előállítása. A rendszernek szabályozott oxigénáramot kell szállítania a kemencébe, miközben fenntartja az égő által igényelt nyomást és gázösszetételt.
Milyen oxigéntisztaságot tekintenek általában az üvegkemencéknél?
Oxigénnel dúsított égéshez,PSA oxigénáltalában hozzávetőleges tartományban szállítják90–95% O₂, a PSA konfigurációtól és a kemence alkalmazásától függően. Ezt a tartományt nem szabad univerzális üvegipari szabványként kezelni, mivel a különböző kemencék különböző oxidálószer-összetételeket használnak.
Például egy olyan kemence, amely csak oxigént használ az égési levegő dúsítására, mást is elfogadhatPSA oxigénoxigéntüzelő kemencéből származó koncentráció, amelyben az oxigén képezi az elsődleges oxidálószert. Ugyanaz a PSA terméktisztaság eltérő égési feltételeket is eredményezhet, ha az oxigénáramlási sebességet és a tüzelőanyag-áramot megváltoztatják.
| PSA oxigénparaméter | Mérnöki megfontolások |
|---|---|
| Oxigén koncentráció | Meghatározza az égési rendszerbe belépő O₂-frakciót |
| Oxigén áramlás | Meghatározza, hogy mennyi oxigént lehet az égőkhöz juttatni |
| Kimeneti nyomás | Meg kell felelnie az oxigéncsövek, a vezérlőszelepek és az égő bemeneti követelményeinek |
| Nedvesség | Befolyásolja a termék-gáz minőségét és a későbbi berendezések állapotát |
| Olajszennyeződés | Kompresszorral és szűréssel kell vezérelni |
| Részecskeszennyeződés | Megfelelő bemeneti és alsó szűrést igényel |
| Terhelési variáció | Meghatározza a generátor kapacitását és a pufferszükségletet |
| Oxigén monitorozás | Érzékeli a koncentráció eltéréseket működés közben |
A beszerzéshez ezért a szükséges specifikációnak mindkettőt tartalmaznia kelloxigénkoncentráció és oxigénszállítási kapacitás. Az áramlási követelmény nélküli tisztasági adat nem határozza meg a felhasználható oxigénellátást.
Hogyan változtatja meg az oxigén tisztasága a kemence égését?
Az oxigénkoncentráció megváltoztatja az égési zónába jutó nitrogén mennyiségét. Amikor a PSA oxigén helyettesíti az égési levegő egy részét, az oxidálószer több oxigént és kevesebb nitrogént tartalmaz, mint a normál levegő.
A kemenceégő ezután eltérő gázösszetételt kap ugyanazon a tüzelőanyag-bemeneten. Ez megváltoztathatja a láng hőmérsékletét, a láng térfogatát, a kipufogógáz mennyiségét és a hőátadás feltételeit. A tényleges hatás az égő geometriájától, a tüzelőanyag típusától, az oxigén befecskendezési helyzetétől és a kemence üzemi hőmérsékletétől függ.
Például, ha PSA oxigént fecskendeznek be egy levegő-tüzelőanyag égő elé, az oxigén keveredik az égési levegővel, mielőtt elérné a lángzónát. Ha az oxigént egy dedikált oxigénlándzsán vagy oxigénégőn keresztül vezetik be, akkor a gáz sebességét, a keveredési mintát és a láng geometriáját a különálló oxigén- és tüzelőanyag-járatok határozzák meg.
Ez a megkülönböztetés azért fontosAz egyik égőkonfiguráción keresztül bevezetett 90% oxigén nem hozza létre ugyanazt a kemence állapotát, mint egy másik konfiguráción keresztül bevezetett 90% oxigén.
Milyen szennyeződéseket kell ellenőrizni a PSA oxigénben?
A PSA oxigén a légköri levegőből keletkezik, így a betáplált levegő kezelő rendszer közvetlenül befolyásolja az oxigéntermék állapotát. A PSA egység általában sűrített levegőt kap szűrés, hűtés és nedvesség eltávolítás után.
A nitrogén a molekulaszita által eltávolított fő komponens. A maradék nitrogén és argon a termékáramban marad, és csökkenti a mért oxigénkoncentrációt.
A szükséges maradék szint a cél oxigénkoncentrációtól és az égési folyamattól függ. Az oxigénelemzőnek folyamatosan figyelnie kell a termékkoncentrációt, ahelyett, hogy csak az üzembe helyezési mérésekre hagyatkozna.
A sűrített levegő nedvességet tartalmaz. Ha a víz túlzott mennyiségben éri el az adszorpciós ágyakat, az adszorpciós helyeket foglalhat el, és megzavarhatja a nitrogén leválasztását.
A levegőkezelő rész ezért általában tartalmaz egy utóhűtőt, kondenzvíz-eltávolítót, szűrőket és egy megfelelő szárító fokozatot. A pontos harmatpont követelmény a PSA adszorbenstől és a berendezés kialakításától függ.
A kenéssel ellátott kompresszorból származó olaj bejuthat a sűrített levegő vezetékbe, ha az elválasztás és a szűrés nem megfelelő. Az olajszennyeződés hatással lehet a molekulaszűrőre és az oxigén-berendezésre.
Ezért a kompresszor típusát, a koaleszcens szűrőket, az aktív szén szűrést és a karbantartási intervallumot a PSA rendszerrel együtt kell megadni.
A por és a szűrőközeg részecskéi bejuthatnak a szelepekbe és az adszorpciós edényekbe, ha a bemeneti szűrést nem tartják fenn. A szűrők közötti nyomáskülönbség-figyelés felhasználható a szűrőterhelés azonosítására, mielőtt korlátozná a levegőellátást.
Melyek az üveggyártáshoz használt PSA oxigénrendszer fő összetevői?
A PSA oxigénrendszer nem egyetlen elválasztóedény. Több komponensből áll, amelyek szabályozzák a betáplált levegő kezelését, adszorpcióját, regenerálódását, oxigén tárolását és a termék szállítását.
A kompresszor légköri levegőt szállít a PSA rendszerbe az adszorpciós ciklus által megkívánt nyomáson. A kompresszor kapacitásának fedeznie kell a PSA betáplált levegő igényét a szükséges üzemi nyomáson.
A szűrők, hűtők, kondenzátumleválasztók és szárítók eltávolítják az olajat, a folyékony vizet és a részecskéket, mielőtt a sűrített levegő belépne az adszorpciós edényekbe.
Az adszorpciós edények molekulaszita anyagot tartalmaznak, amely elsősorban a sűrített levegőből adszorbeálja a nitrogént. Az oxigénben dúsított gáz áthalad az ágyon a termék oldala felé.
Az automatikus szelepek váltogatják az adszorpciós és regenerációs szakaszokat az edények között. A szelep időzítése meghatározza a PSA ciklust, és ezért befolyásolja az oxigén visszanyerését és a termék koncentrációját.
A puffertartály tárolja a termék oxigénjét, és csökkenti a rövid távú nyomás- és áramlási ingadozásokat a PSA generátor és a kemence között.
Egy oxigénelemző méri a termék-gáz koncentrációt. A vezérlőrendszer riasztást generálhat vagy megváltoztathatja a működési feltételeket, ha az oxigénkoncentráció a megadott tartományon kívülre esik.
Szabályozók, vezérlőszelepek, nyomástávadók és áramlásmérők szabályozzák az oxigén szállítását a generátorból a kemence elosztórendszerébe.
Hogyan csatlakozik a PSA oxigénellátása az üvegkemencéhez?
Az oxigénellátás útvonala általában a következőhöz hasonló sorrendben történik:
Légköri levegő → kompresszor → szűrés és szárítás → PSA adszorpciós ágyak → oxigén puffer → oxigén analizátor → nyomásszabályozás → áramlásszabályozás → égő/oxigén befecskendező rendszer → üveg kemence
Minden szakasz más-más mérnöki funkciót lát el.
A kompresszor létrehozza a betáplált levegő nyomását. Az előkezelés eltávolítja a szennyeződéseket. A PSA ágyak elválasztják a nitrogént az oxigéntől. A puffertartály stabilizálja a rövid távú keresletváltozásokat. Az analizátor ellenőrzi az oxigénkoncentrációt. A nyomás- és áramlásszabályozók ezután a kívánt üzemállapotban szállítják a gázt a kemencébe.
Az oxigénvezetéket is a tényleges áramlási sebesség és nyomásesés körül kell megtervezni. A csőátmérőt, a szelepméretet, a szerelvényeket és a szabályozó kapacitását nem szabad csak a PSA kimeneti csatlakozásnak megfelelően kiválasztani.
Hogyan határozzák meg az üveggyártók a szükséges PSA oxigénkapacitást?
A kapacitást a kemence normál és csúcs oxigénigényéből kell kiszámítani.
A gyakorlati számítás során figyelembe kell venni:
égők száma × égőnkénti oxigénigény × üzemi terhelés × csúcsigényi tényező
A számításnak figyelembe kell vennie a termelés változásait is. A kemence normál olvasztás közben egy oxigénigény mellett működhet, és eltérő áramlást igényelhet az indításkor, a termelési sebesség változtatásakor, az égő beállításakor vagy az oxigéndúsítási művelet során.
Ha a PSA generátor csak az átlagos fogyasztás szerint van méretezve, akkor a termék oxigénkoncentrációja vagy a kimeneti nyomás csökkenhet, amikor a kemence eléri a csúcsigényt.
A puffertartály csökkentheti a rövid időtartamú ingadozásokat, de nem tudja végtelenségig kompenzálni az alulméretezett PSA generátort. A generátor kapacitásának tehát meg kell felelnie a folyamatos oxigénigénynek, míg a tárolótérfogat kezeli a rövid távú változásokat.
Mit kell ellenőrizniük a vásárlóknak, mielőtt PSA oxigéngenerátort rendelnének üveghez?
A műszaki beszerzési specifikációnak a következő információkat kell tartalmaznia:
| Beszerzési tétel | Megerősítendő információ |
|---|---|
| A kemence típusa | Regeneratív, rekuperatív, oxigén-üzemanyagú vagy egyéb konfiguráció |
| Üveggyártási sebesség | Normál és csúcstermelés |
| Oxigén tisztaság | Szükséges O₂ koncentráció és tolerancia |
| Oxigén kapacitás | Normál és maximális Nm³/h |
| Oxigénnyomás | A generátor kimenetére és a kemence bemenetére vonatkozó követelmények |
| Üzemanyag | Földgáz, PB-gáz, olaj vagy más üzemanyag |
| Az égő konfigurációja | Levegő-üzemanyag, oxigénnel dúsított, oxigén-üzemanyag vagy vegyes elrendezés |
| Oxigén injekció | Fő oxidálószer, dúsító vezeték, lándzsa vagy égőnyílás |
| Betáplált levegő minősége | Olaj, víz, részecske és harmatpont határértékei |
| Puffer térfogata | Szükséges a kereslet rövid távú változásainak elnyeléséhez |
| Monitoring | Oxigénkoncentráció, nyomás, áramlás és riasztások |
| Telepítési feltételek | Környezeti hőmérséklet, szellőzés, rendelkezésre álló alapterület és közműcsatlakozások |
| Karbantartás | Szűrőcsere, szelep ellenőrzés, analizátor kalibrálás és adszorbens szerviz |
A kemence kezelőjének biztosítania kell ezeket a feltételeket a PSA oxigéngenerátor méretezése előtt. Ellenkező esetben a szállító csak névleges oxigéntisztaság és becsült térfogatáram alapján választhat olyan berendezést, amely nem feltétlenül jelenti a tényleges kemenceterhelést.
Miért válassza a NEWTEK-et a PSA oxigéngenerátorok gyártásához?
NEWTEKhelyszíni gáztermelő berendezéseket fejleszt és szállít, beleértvePSA oxigéngenerátorok, PSA nitrogéngenerátorok, Moduláris oxigénüzemek. Ez a termékcsalád lehetővé teszi a gáztermelés konfigurációjának kiválasztását a szükséges kapacitás, beépítési hely, gáznyomás és üzemi feltételek szerint.
NEWTEKA projekt folyamata a technológiai kutatást, a mérnöki tervezést, az eszközgyártást, a telepítés tesztelését és az értékesítés utáni szolgáltatást foglalja magában. A berendezés konfigurálása során az oxigénkapacitás, a tisztaság, a nyomónyomás, a helyszíni hőmérséklet, a páratartalom és az elektromos feltételek a PSA rendszer tervezésével együtt figyelembe vehető. Oxigéngenerátorának közzétett tartománya 1-300 Nm³/h, oxigéntisztasága 93%±3%, állítható oxigénnyomás 0,01-0,5 MPa, oxigén harmatpontja -40 fok és -75 fok légköri harmatpont között van.
A gyártás és szállítás során a NEWTEK egyesíti a PSA adszorpciós berendezéseket levegőkezeléssel, automatikus szelepkapcsolással, oxigénfigyeléssel, nyomásszabályozással és rendszerkommunikációs funkciókkal. Modbus, Profibus Fieldbus és Ethernet kommunikációs lehetőségek állnak rendelkezésre a gáztermelő berendezéseknek az üzemi felügyeleti és vezérlőrendszerekkel történő összekapcsolására.
