산업 등급 PSA 산소 발생기는 어떻게 에너지 소비를 30% 이상 감소시킬 수 있습니까?

How can industrial-grade PSA oxygen generator achieve a 30% or more reduction in energy consumption?

Newtek (Hangzhou) Energy Technology Co., Ltd.는 산업 및 의료 응용 분야를위한 압력 스윙 흡착 (PSA) 기술에 중점을 둔 현장 가스 생성 시스템의 주요 제조업체입니다. 가스 분리 공학에 대한 수십 년의 전문 지식을 바탕 으로이 회사는 에너지 효율적인 산소 생성, 야금, 화학적 처리, 폐수 처리 및 제조에 대한 개척자로 자리 매김했습니다. Newtek의 산업 등급 PSA 산소 발생기는 지속 가능성, 신뢰성 및 비용 효율성을 우선시하면서 고급 산소 (93–99.5%)를 전달하도록 설계되었습니다.

Newtek의 산업 제품의 핵심에는 고급 제올라이트 분자 체를 활용하여 산소를 주변 공기와 분리하는 모듈 식 PSA 시스템이 있습니다. 이들 생성기는 주기적 흡착을 통해 작동한다. 여기서 질소는 압력 및 탈착하에 체에 의해 선택적으로 갇히게됩니다. 이곳에서 갇힌 질소가 방출되어 체질을 재생성합니다. Newtek의 산업 단위의 주요 특징은 확장 가능한 생산 능력 (시간당 몇 입방 미터에서 수백까지), 가혹한 산업 환경에서 지속적인 운영을위한 강력한 구조 및 실시간으로 성능을 최적화하는 지능형 제어 시스템을 갖추고 있습니다.

Newtek의 정의 속성PSA 산소 발생기에너지 효율에 대한 강조입니다. 이 회사의 장비는 혁신적인 엔지니어링, 재료 과학 및 프로세스 최적화를 통해 기존 PSA 시스템과 비교하여 에너지 소비가 크게 감소했으며, 탈탄화 및 지속 가능한 제조에 대한 글로벌 산업 동향과 일치합니다.

특히, Newtek의 R & D 노력은 전체 시스템 설계에 중점을 두 었으며, 모든 공기 흡입 필터에서 산소 전달 파이프 라인에 대한 모든 구성 요소가 에너지 손실을 최소화하도록 설계되었습니다. 이 통합 접근법은 효율 이득이 개별 부품에만 국한되지 않고 전체 산소 생성 공정에 걸쳐 화합물로 제한되므로 산업 시스템을 구별하는 에너지 소비가 30%+ 감소 할 수 있습니다.

PSA 산소 발생기

PSA 가스 시스템

산업 공정은 산소에 크게 의존하여 PSA 생성기를 제조 시설에서 중요한 에너지 소비자로 만듭니다. 전통적인 PSA 시스템은 산소 생산에 효과적이지만 종종 에너지에 불과합니다.

순도를 보장하기 위해 압력 설정의 과잉 보상으로, 과도한 에너지 사용이 발생합니다.

변동하는 수요에 적응하지 않는 흡착/탈착주기가 고정 된 수요에 적응하지 않고 저렴한 시간 동안 에너지를 낭비합니다.

압축기가 실제 산소 요구에 관계없이 최대 용량으로 작동하는 비효율적 인 압축기 작동.

이러한 비 효율성은 높은 운영 비용과 탄소 발자국에 기여하여 산업이 산소 출력 또는 순도를 손상시키지 않으면 서 에너지 소비를 줄이는 솔루션을 찾도록 촉구합니다.

산업 지속 가능성이 규제 준수 및 시장 경쟁력과 관련이있는 시대에는 산소 생성의 에너지 효율이 전략적 우선 순위가되었습니다. 에너지 집약적 산업의 경우 산소 관련 에너지 사용의 한계 감소도 상당한 비용 절감과 환경 자격 증명을 개선 할 수 있습니다.

3 가지 주요 부품은 전통적인 산업에서 에너지 사용을 유도합니다PSA 산소 발생기:

공기 압축기: 흡착에 필요한 고압 (일반적으로 6-8 bar)에 주변 공기를 압축하면 시스템 총 에너지 소비의 60-70%를 차지합니다. 기존의 압축기는 종종 일정한 속도로 작동하여 산소 수요가 낮더라도 완전한 전력을 소비합니다.

밸브 작동: 흡착과 탈착 단계 사이를 전환하기 위해 밸브의 빈번한 사이클링에는 특히 비효율적으로 누출되거나 작동하는 구식 밸브 설계가있는 시스템에서 상당한 에너지가 필요합니다.

재생 프로세스: 체의 탈착제는 종종 가압 된 퍼지 가스 또는 진공 펌프를 포함하여 전통적인 시스템에서 에너지 사용을 더합니다.

이러한 영역을 해결하는 것은 산업용 PSA 장비에서 상당한 에너지 절약을 달성하는 데 중요합니다. 보조 시스템은 PSA 공정을 위해 주변 공기를 준비하고, 기존 설정에서 에너지 폐기물에 기여할 수 있습니다.

Newtek의 산업용 PSA 발전기는 에너지 소비 감소의 주요 혁신 인 가변 속도 드라이브 (VSD) 압축기를 통합합니다. 고정 속도 압축기와 달리 VSD 장치는 산소 수요와 일치하도록 실시간으로 회전 속도를 조정합니다.

피크 생산 중에 압축기는 높은 유량을 충족시키기 위해 최대 용량까지 증가합니다.

Lulls (제조 라인이 일시 중지 될 때) 동안 압축기가 느려져 기준 산소 출력을 유지하는 데 필요한 에너지 만 소비합니다.

이 적응성은 일정한 속도 작동과 관련된 에너지 폐기물을 제거합니다. 산소 수요가 변동하는 산업에서 VSD 압축기만으로도 전체 30% 목표의 상당 부분 인 에너지 사용을 15-20% 줄일 수 있습니다.

Newtek의 VSD 압축기는 고급 모터 설계를 특징으로하며 전통적인 유도 모터보다 전기 에너지를 더 높은 효율로 기계 에너지로 변환합니다. 이것은 압축 동안 에너지 손실, 특히 기존의 모터가 종종 성능이 저조한 부분 하중에서 에너지 손실을 감소시킵니다.

PSA 시스템의 효율은 분자 체의 성능과 흡착/탈착주기의 설계에 크게 의존한다. Newtek 은이 분야에서 두 가지 보완 혁신을 개발했습니다.

고용량 제올라이트: Newtek의 독점 제올라이트 제형은 질소에 대한 친화력이 높아보다 효율적인 흡착을 가능하게합니다. 이는 시스템이 낮은 작동 압력 (6-8 Bar 대신 4-6 Bar)으로 동일한 산소 순도를 달성하여 압축에 필요한 에너지를 줄일 수 있음을 의미합니다. 이 제올라이트는 더 빠른 흡착 속도,주기 시간 단축 및 에너지 집약적 압축 단계의 지속 시간을 감소시킵니다.

적응성주기 제어: 전통적인 PSA 시스템은 고정 사이클 시간 (흡착/탈착주기 당 60 초)을 사용합니다. Newtek의 Intelligent Control 알고리즘은 실시간 요인에 따라 사이클 길이를 조정합니다 : 체 포화 수준, 주변 공기 품질 및 산소 수요. 수요가 낮은 동안, 사이클은 밸브 작동 주파수를 줄이기 위해 확장되어 밸브 작업의 에너지 사용을 최대 25%까지 줄입니다. 수요가 높을 때, 순환이 단축되어 압축하지 않고 출력을 유지하기 위해 단축됩니다.

이러한 발전은 함께 흡착 공정의 에너지 강도를 10-15%줄입니다.

재생 분자 체 (탈착)는 갇힌 질소를 방출해야하기 때문에 일반적으로 에너지 집약적입니다. Newtek의 시스템은 에너지 회복 메커니즘을 통합하여이를 완화합니다.

압력 강화 퍼지:이 시스템은 외부 에너지를 사용하여 질소를 제거하는 대신 흡착 단계에서 고압 산소의 작은 부분을 탈착을 돕습니다. 이를 통해 진공 펌프 또는 추가 압축, 에너지 절약의 필요성이 줄어 듭니다.

열 회수: 압축기는 상당한 폐열을 생성합니다. Newtek의 시스템은이 열을 포착하여이를 사용하여 퍼지 가스를 따뜻하게하여 탈착 효율을 높이고 체를 재생하는 데 필요한 에너지를 줄입니다. 회수 된 열은 들어오는 주변 공기를 예열하여 공기 건조기의 워크로드를 줄이고 전반적인 시스템 효율성을 향상시키는 데 사용됩니다.

이러한 혁신은 탈착 단계에서의 에너지 사용을 20-30%줄이며 전체 저축에 크게 기여합니다.

PSA 시스템의 작은 공기 누출조차도 압축기가 압력을 유지하기 위해 더 열심히 노력하고 에너지를 낭비합니다. Newtek은 다음을 통해 다음을 해결합니다.

고 밀봉 밸브: 단단한 밀봉 개스킷이있는 정밀 엔지니어링 밸브와 사이클링 중 누출이 줄어 듭니다. 이 밸브는 압력을보다 효과적으로 작동시키고 유지하기 위해 더 적은 에너지가 필요합니다. 밸브는 압력 차별력이 낮아서 작동하도록 설계되어 스위칭 중에 에너지 사용이 더욱 줄어 듭니다.

공기 역학적 배관: 부드럽고 최적화 된 배관 레이아웃은 공기 흡입 및 산소 전달 라인의 압력 강하를 최소화합니다. 난류 감소는 압축기가 시스템을 통해 공기를 밀기 위해 에너지를 적게 소비한다는 것을 의미합니다. 유량 파괴를 방지하기 위해 팔꿈치와 접합부가 둥글게되며, 파이프 직경은 초과 용량을 피하기 위해 정확하게 크기를 조정하여 불필요한 마찰 손실을 유발할 수 있습니다.

누출 및 압력 손실을 최소화함으로써 이러한 설계 조정은 에너지 소비를 5-10%더 줄입니다.

공기 건조기와 필터는 PSA 장치에 들어가기 전에 주변 공기에서 수분과 오염 물질을 제거하는 데 사용되며 종종 기존 시스템에서 에너지 폐기물 공급원이 간과됩니다. Newtek은 주요 PSA 시스템과 함께 작동하도록 이러한 구성 요소를 다시 엔지니어링했습니다.

수요 기반 공기 건조: 전통적인 공기 건조기는 산소 수요가 낮더라도 지속적으로 작동합니다. Newtek의 건조기는 실시간 공기 흐름에 따라 작동을 조정하여 Lulls 동안 에너지 사용을 줄입니다.

저압 드롭 필터: 압력 강하가 최소화 된 고효율 필터는 압축기의 워크로드를 줄여서 정화 단계를 통해 공기를 밀어내는 데 더 적은 에너지가 소비되도록합니다.

이러한 최적화는 총 에너지 소비가 추가로 3-5% 감소합니다.

Newtek의 산업용 PSA 발전기에는 시스템의 "뇌"역할을하는 AI 구동 제어 플랫폼이 장착되어 모든 구성 요소를 조정하여 에너지 사용을 최소화합니다. 이 시스템 :

연결된 산업 공정 (철강 가로 또는 폐수 통기 탱크)의 실시간 산소 수요를 모니터링하고 그에 따라 생산을 조정하십시오.

과거 데이터 (제조 공장의 피크 시간)에 기초한 수요 변동을 예측하고 압축기 속도 및 사이클 시간을 선제 적으로 조정하십시오.

비 효율성 (막힌 에어 필터 또는 마모 된 밸브) 및 경고 작업자를 감지하여 에너지 폐기물이 저하 된 성능을 방지합니다.

제어 시스템은 구성 요소 간의 상호 작용을 최적화하여 밸브 스위치 중에 압축기를 약간 느리게하여 압력 스파이크를 줄이기 위해 압축기를 약간 느리게하거나 주변 온도에 기초하여 탈착 타이밍을 조정하여 체 성능에 영향을 미칩니다. 이 전체적인 조정은 구성 요소가 분리되어 작동하지 않도록하여 전반적인 효율을 극대화합니다.

산업 시설은 생산 규모가 높아지면서 다양한 산소 부피가 필요합니다. Newtek의 모듈 식 PSA 시스템은 산소 생성의 "오른쪽 크기"를 허용합니다.

다수의 소규모 생성기가 병렬로 작동 할 수 있으며 현재 수요를 충족시키는 데 필요한만큼 활성화되면서. 최대 산소 용량의 50%를 사용하는 시설은 모듈의 절반을 차단하여 에너지 사용을 비례 적으로 줄일 수 있습니다.

운영을 방해하지 않고 모듈을 추가하거나 제거 할 수있어 시스템이 현재 생산 부하에 필요한 것보다 더 많은 에너지를 소비하지 않도록합니다.

이 확장 성은 부분 하중에서 실행하여 에너지를 낭비하는 전통적인 대규모 PSA 시스템의 "과다 대적 페널티"를 피합니다. 대규모 산업 단지에서, 모듈은 지리적으로 산소 사용 지점 근처에 배포되어 장거리 배관에서 에너지 손실을 줄일 수 있습니다.

철강 제조에서 산소는 절단, 용접 및 산소가 풍부한 연소에 사용되어 용광로 온도를 증가시킵니다. Newtek의 PSA 시스템을 사용한 중간 크기의 철강 공장은 이전의 기존 PSA 장치에 비해 에너지 소비가 32% 감소한 것으로보고되었습니다. 가변-속도 압축기 및 적응성 사이클 제어는 배치 가공 중에 플랜트의 변동 산소 요구에 맞게 조정되어 특히 효과적인 것으로 입증되었습니다. 생산에 밤새 울부 짖는 동안 시스템은 출력이 70%감소하여 아침 교대에 대한 준비 상태를 손상시키지 않고 에너지 사용을 크게 줄입니다.

화학적 합성은 종종 산화 반응을 위해 정확한 산소 농도가 필요합니다. Newtek의 모듈 식 PSA 시스템을 사용하는 제약 공장은 생산 배치와 일치하도록 모듈 작동을 스케일링하여 35% 에너지 감소를 달성했습니다. 압축기로부터의 열 회수는 외부 난방 시스템에 대한 식물의 의존을 줄여서 추가 에너지 절약을 일으켰다. 이 시스템의 산소 순도를 실시간으로 93% ~ 99.5%로 조정하는 능력은 에너지 집약적 인 양극 후 단계의 필요성을 더욱 감소시켜 소비를 더욱 낮추었습니다.

통기는 폐수 처리의 중요한 단계이며, 유산소 박테리아를 지원하기 위해 많은 양의 산소가 필요합니다. Newtek을 사용하는 시립 폐수 시설PSA 산소 발생기탈착 단계에서 에너지 회복으로 폭기 관련 에너지 사용을 31%줄였습니다. 적응 형 제어 시스템은 실시간 수질 지표를 기반으로 산소 출력을 조정하여 저중도 기간 동안 과도한 전반을 피합니다. 모듈 식 설계를 통해 시설은 처리 용량이 확장됨에 따라 시설이 점차적으로 단위를 추가 할 수 있었으며, 에너지 사용은 수요에 따라 비례 적으로 스케일링되었습니다.

식품 포장 및 보존에서 산소는 변형 된 대기를 생성하는 데 사용됩니다. 대형 식품 가공 공장은 Newtek의 PSA 시스템을 구현했으며 이전 실린더 기반 공급에 비해 에너지 사용이 28% 감소했습니다. 산소 온 주문형을 생성하는 시스템의 능력은 실린더와 관련된 에너지 집약적 인 운송 및 저장을 제거하는 반면, 가변 속도 압축기는 출력을 플랜트의 시프트 기반 생산 일정과 일치시켰다.

에너지 소비가 30% 감소하면 사용 된 전기가 그리드 소스라고 가정 할 때 온실 가스 배출량이 낮아집니다. 에너지 집약적 인 산업의 경우,이 감소는 글로벌 탈탄화 목표와 일치하며 시설이 탄소 중립 목표를 충족시키고 배출 규정을 준수하는 데 도움이됩니다. 전기의 화석 연료에 의존하는 지역에서는 그 영향이 특히 중요하지만 재생 에너지 침투가 높은 지역에서는 산소 생성의 탄소 발자국이 더욱 최소화됩니다.

에너지는 일반적으로 산업용 PSA 시스템의 총 운영 비용의 40-60%를 차지합니다. 에너지 사용의 30% 감소는 상당한 비용 절감으로 이어지며, 2 ~ 3 년 이내에 투자 회수 기간은 종종 투자 회수 기간입니다. 산소 수요가 높은 시설의 경우, 이러한 절약은 매년 수십만 달러로 인해 다른 지속 가능성 이니셔티브 또는 운영 개선을위한 자원을 제공 할 수 있습니다.

많은 지역들이 산업 장비 (EU의 Ecodesign 지침 또는 중국의 에너지 절약법)에 대한보다 엄격한 에너지 효율 표준을 구현하고 있습니다. Newtek의 저에너지 PSA 시스템은 시설이 이러한 규정을 충족시켜 처벌을 피하고 녹색 에너지 인센티브 자격을 향상시킵니다. 경우에 따라 시스템은 산업 지속 가능성을 촉진하기위한 세금 감면 또는 보조금을받을 수 있습니다.