Was sind die Unterschiede und Zusammenhänge zwischen der PSA-Sauerstofferzeugung, der VPSA-Sauerstofferzeugung und der Membrantrennungs-Sauerstofferzeugung?

Der Kern der Adsorptionstrennung ist dieAdsorptionsmittelÜblicherweise verwendete Adsorbentien sind kugelförmige oder zylindrische Partikel mit Mikroporen auf der gesamten Oberfläche und unterschiedlichen Farben. Wenn der Gasstrom durch das Adsorptionsmittel strömt, werden die Komponenten mit starker Wechselwirkung mit den Mikroporen adsorbiert, während die Komponenten mit schwacher Wechselwirkung durch die Mikroporen fließen können, wodurch die Adsorptionstrennung der Komponenten erfolgt. Unter der Bedingung eines Adsorptionsgleichgewichts erhöhen niedrige Temperatur und hoher Druck die Adsorptionskapazität, während hohe Temperatur und niedriger Druck die Adsorptionskapazität verringern. Daher werden bei der Adsorptionstrennmethode von Gas normalerweise zwei zyklische Prozesse angewendet: Temperaturwechseladsorption oder Druckwechseladsorption. Darunter,Druckwechseladsorption (kurz PSA)ist derzeit die am weitesten verbreitete, technologisch ausgereifteste Methode und die Gesamtkosten für die Sauerstofferzeugung sind relativ gering.

Der durch die PSA-Sauerstofferzeugung gewonnene Sauerstoff hat eine Konzentration von etwa 90-95 % und einen Druck von etwa 0,4 MPa. Der Energieverbrauch der Einheit steigt oder sinkt mit zunehmender Sauerstoffreinheit. Für die PSA-Sauerstofferzeugung eignen sich kleine und mittlere Produktionskapazitäten.

Das Adsorptionsprinzip vonVPSA (Vakuum-Druckwechsel-Adsorption)ähnelt dem von PSA, außer dass der Adsorptionsdruck viel niedriger ist als der von PSA. VPSA-Sauerstofferzeugungsgeräte adsorbieren mithilfe spezieller VPSA-Molekularsiebe unter der Bedingung, dass sie den atmosphärischen Druck durchdringen, selektiv Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser und andere Verunreinigungen in der Luft und desorbieren die Molekularsiebe unter Vakuum, um Sauerstoff mit relativ hoher Reinheit (90–95 %) zu zirkulieren und zu erhalten. VPSA hat einen geringen Energieverbrauch, und je größer die Ausrüstung, desto geringer ist der Energieverbrauch der Einheit.

Der durch die VPSA-Sauerstofferzeugung gewonnene Sauerstoff hat eine Konzentration von etwa 90–93 %, und der Ausgangsdruck ist etwas höher als der Normaldruck. Je größer die Produktionskapazität, desto geringer ist der Anteil der Steigerung des Energieverbrauchs. Größere Produktionskapazitäten eignen sich für die VPSA-Sauerstofferzeugung.

Das Membrantrennverfahren nutzt die selektive Permeabilität von Polymermembranen, um Sauerstoff aus der Luft abzutrennen. Wenn Luft durch die Membran strömt, ist es wahrscheinlicher, dass Sauerstoff aus der Membran austritt als Stickstoff, wodurch die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff erfolgt.

Das Membrantrennverfahren zur Sauerstofferzeugung erfordert den regelmäßigen Austausch der mit Sauerstoff-angereicherten Membranen, sodass die Kosten für die Sauerstofferzeugung relativ hoch sind. Die maximale Konzentration des produzierten Sauerstoffs beträgt etwa 40 % und der Druck ist höher als der Normaldruck. (Die maximale Stickstoffkonzentration der Membrantrennung beträgt 95 %.)

Wer das Prinzip von PSA-Sauerstoffgeneratoren versteht, weiß, dass Luftzerlegungsgeräte dies realisierenAdsorptionUndRegenerationvon Molekularsieben durch Druckänderung und trennt so Sauerstoff aus der Luft.

Die so-genannteRegenerationist eigentlich der umgekehrte Prozess der Adsorption. Wenn das Molekularsieb im PSA-Sauerstoffgenerator mit der Stickstoffadsorption gesättigt ist, kann es keinen Stickstoff mehr adsorbieren. Um die Adsorptionsfähigkeit des Molekularsiebs wiederherzustellen, ist eine „Regeneration“ erforderlich.

Es gibt zwei Methoden zur Regeneration. Eine besteht darin, die Temperatur zu erhöhen: Leiten Sie ein Heizgas (trockener Stickstoff oder Luft) in das Adsorptionsmittel, um die Temperatur des Adsorptionsmittels zu erhöhen, was zu einem Regenerationseffekt führt. Je höher die Temperatur, desto gründlicher ist die Regeneration. Diese Methode wird auch aufgerufenTemperaturwechselregenerationoderthermische Swing-Regeneration.

Die andere Methode besteht darin, den Druck zu reduzieren: Reduzieren Sie den Druck im Adsorber (es kann Vakuum sein), so dass die Anzahl der auf der Oberfläche des Molekularsiebs adsorbierten Moleküle verringert wird und so der Regenerationseffekt erzielt wird.

AdsorptionUndRegenerationDer Zyklus wiederholt sich und bildet den Kernarbeitsablauf des PSA-Sauerstoffgenerators.

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