I. Różnice w podstawowych zasadach technicznych (podstawa zalet)
Tradycyjna technologia wytwarzania tlenu PSA: Przyjmuje tryb adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA) z adsorpcją pod ciśnieniem i desorpcją atmosferyczną. Ciśnienie adsorpcji wynosi zazwyczaj 0,6-1,0 MPa i opiera się na środowisku-o wysokim ciśnieniu, aby osiągnąć selektywną adsorpcję azotu przez sita molekularne. Desorpcja wymaga rozprężenia do ciśnienia atmosferycznego, kończącego cykl „zwiększania-adsorpcji-rozprężania-desorpcji” (czas cyklu: około 60–90 sekund).
Technologia wytwarzania tlenu VSA (wariant adsorpcji zmiennociśnieniowej): wykorzystuje tryb próżniowej adsorpcji zmiennociśnieniowej (VSA) z adsorpcją niemal{0}}atmosferyczną i desorpcją próżniową. Ciśnienie adsorpcji jest zbliżone do ciśnienia atmosferycznego (0,1-0,2 MPa), a podczas desorpcji ciśnienie w wieży adsorpcyjnej jest redukowane do -0,06 ~ -0,08 MPa za pomocą pompy próżniowej, a czas cyklu wynosi tylko 20-40 sekund. Ta konstrukcja cyklu różnicy ciśnień przy niskim ciśnieniu jest podstawową przyczyną jego podstawowych właściwości użytkowych.
II. Porównanie pięciu podstawowych cech wydajności
1. Zużycie energii: zoptymalizowane koszty operacyjne
Technologia PSA: Adsorpcja pod wysokim-ciśnieniem wymaga sprężarki powietrza-o dużej mocy do wytworzenia ciśnienia, co daje gęstość zużycia energii wynoszącą około 0,45-0,6 kWh/Nm3 O₂ (w warunkach czystości tlenu 93%). Podczas sprężania pod wysokim ciśnieniem występują znaczne straty energii.
Technologia VSA: Adsorpcja prawie-atmosferyczna zmniejsza obciążenie sprężarki powietrza, a desorpcję próżniową osiąga się za pomocą-wysokosprawnych pomp próżniowych, których gęstość zużycia energii wynosi zaledwie 0,28–0,35 kWh/Nm3 O₂.Zużycie energii zmniejszone o 30%-40%. W przypadku urządzeń wytwarzających 10 000 Nm3 tlenu dziennie technologia VSA może zaoszczędzić ponad milion RMB na kosztach energii elektrycznej rocznie (w oparciu o cenę energii elektrycznej dla przemysłu wynoszącą 0,8 RMB/kWh).
2. Wydajność produkcji tlenu: szybsze cykle i elastyczna wydajność
Technologia PSA: Dłuższe czasy cykli (60-90 sekund) prowadzą do niższej częstotliwości przełączania wież adsorpcyjnych. Wydajność tlenu na jednostkę objętości sita molekularnego wynosi około 0,2-0,3 Nm3/(m3·h), a reakcja na zmiany obciążenia jest powolna (stabilizacja wymaga ponad 30 minut).
Technologia VSA: Czasy cykli są skracane do 20-40 sekund, zwiększając częstotliwość adsorpcji i desorpcji. Wydajność tlenu na jednostkę objętości sita molekularnego sięga 0,4-0,6 Nm3/(m3·h),co oznacza poprawę wydajności o ponad 50%. Dodatkowo oferuje szeroki zakres regulacji obciążenia (30%-110%) i szybką reakcję (stabilizacja w ciągu 10 minut), dostosowując się do dynamicznego zapotrzebowania na tlen w scenariuszach przemysłowych.
3. Żywotność i konserwacja sprzętu: niezawodne działanie przy niskim-ciśnieniu
Technologia PSA: Środowisko-wysokociśnieniowe poddaje wieże adsorpcyjne, zawory, rurociągi i inne elementy znacznym naprężeniom, co prowadzi do takich problemów, jak starzenie się uszczelek i korozja sprzętu. Średni cykl konserwacji wynosi około 3-6 miesięcy, a żywotność sit molekularnych około 5-8 lat.
Technologia VSA: Konstrukcja o niskiej-różnicy ciśnień, wykorzystująca adsorpcję niemal-atmosferyczną i desorpcję próżniową, znacznie zmniejsza naprężenia sprzętu, minimalizując zużycie uszczelek i wydłużając cykl konserwacji do 12–18 miesięcy. Sita molekularne działają w łagodnych warunkach, co skutkuje wolniejszym osłabieniem wydajności adsorpcji i wydłużonym okresem użytkowania wynoszącym 8-12 lat.Koszty konserwacji obniżone o 40%-60%.
4. Powierzchnia i instalacja: Odpowiednie dla scenariuszy kompaktowych
Technologia PSA: wymaga sprzętu pomocniczego, takiego jak-wysokociśnieniowe sprężarki powietrza i zbiorniki magazynujące powietrze. Ponadto wieże adsorpcyjne mają grubsze ściany, aby wytrzymać wysokie ciśnienie, co daje całkowitą powierzchnię 1,5-2 razy większą niż w przypadku technologii VSA. Podczas montażu wymagana jest profesjonalna konstrukcja rurociągu wysokociśnieniowego, o długim cyklu (1-2 miesiące).
Technologia VSA: Urządzenia nisko-ciśnieniowe mają bardziej zwartą konstrukcję, a grubość ścianek wieży adsorpcyjnej wynosi zaledwie 1/3-1/2 grubości w przypadku technologii PSA. Nie są potrzebne duże zbiorniki magazynujące powietrze, co zmniejsza zajmowaną powierzchnię o 30–50%. Budowa rurociągu nie wymaga kwalifikacji wysokociśnieniowych, a cykl montażu skraca się do 2-4 tygodni, dzięki czemu nadaje się do projektów modernizacji i renowacji fabryk o ograniczonej przestrzeni.
5. Czystość i stabilność tlenu: dostosowanie do szerokiego-wymagań
Technologia PSA: Konwencjonalny zakres czystości wynosi 90% -95%. Aby osiągnąć czystość powyżej 99%, wymagane są dodatkowe urządzenia oczyszczające, co prowadzi do znacznego wzrostu zużycia energii (ponad 30%).
Technologia VSA: Konwencjonalna czystość może osiągnąć 93%-96%. Optymalizując receptury sit molekularnych i parametry cyklu, można łatwo osiągnąć produkcję tlenu o wysokiej czystości przekraczającą 99,5%, przy zakresie wahań czystości mniejszym lub równym ± 0,5%.Wykazuje lepszą efektywność energetyczną w scenariuszach-o wysokiej czystości(oszczędność ponad 25% energii w porównaniu do rozwiązań oczyszczania PSA).
III. Uzupełniające scenariusze zastosowań (VSA oferuje większe możliwości adaptacji)
Tradycyjna technologia PSA jest bardziej odpowiednia w przypadku: produkcji tlenu na-małą skalę (dzienna produkcja mniejsza lub równa 5000 Nm3), scenariuszy z wystarczającą przestrzenią i stabilnym zapotrzebowaniem na tlen (np. małe szpitale, laboratoria).
Technologia VSA jest bardziej odpowiednia w przypadku: przemysłowej produkcji tlenu na-wielką skalę (dzienna produkcja większa lub równa 5000 Nm3), scenariuszy o zmiennym zapotrzebowaniu na tlen, ograniczonej przestrzeni i skupieniu się na długoterminowej-optymalizacji kosztów operacyjnych (np. hutnictwo żelaza i stali, synteza chemiczna, produkcja szkła,-centra medyczne na dużą skalę).