PSA 산소 생성기 효율의 개선에 대한 분자 체 재료 혁신의 특정 영향은 무엇입니까?

Newtek (Hangzhou) Energy Technology Co., Ltd.는 산소 및 질소 생산을위한 압력 스윙 흡착 (PSA) 기술에 중점을 둔 현장 가스 생성의 글로벌 리더로 상위입니다. 100 개 이상의 국가에서 운영되며 수천 개의 설치된 유닛을 자랑하는이 회사는 식품 가공 및 화학 제조에 대한 산업 전반에 걸쳐 신뢰할 수 있고 확장 가능하며 효율적인 가스 솔루션을 제공하는 것으로 인정 받았습니다.

Newtek의 PSA 산소 생성기의 중심에는 중요한 구성 요소 : 분자 체가 있습니다. 이들 다공성 물질은 주변 공기로부터 질소를 선택적으로 흡수하도록 조작하여 산소가 통과하여 생성물 가스로 수집 될 수있게한다. 스키드 장착, 컨테이너 화 및 모듈 식 구성으로 제공되는 Newtek의 발전기는 표준으로 93 ± 3%의 순도 (최대 99.5%)의 산소를 생성하므로 다양한 응용 분야에 적합합니다.

Newtek의 혁신 전략의 주요 기둥은 분자 체 기술을 발전시키는 것입니다. 이 재료의 조성, 구조 및 성능을 정제함으로써 회사는 PSA 시스템의 효율성을 크게 향상시키고 에너지 소비를 줄이고 산소 출력을 증가 시키며 장비 수명을 확장했습니다. 재료 과학에 대한 이러한 초점은 Newtek을 PSA 기술의 최전선에 위치시켜 발전기가 발전하는 에너지 효율과 지속 가능성의 요구를 충족시킬 수있게 해주었습니다.

컨테이너 화 된 PSA 질소 발생기

산소 함유 식물

분자 체는 "분자 게이트"역할을하는 균일 한 모공을 특징으로하는 매우 다공성 구조를 가진 결정질 알루미 노 실리 케이트 (제올라이트)이다. PSA 산소 생성기에서, 주로 질소 (78%)와 산소 (21%)로 주변 공기를 낸 주변 공기가 압축 되어이 체의 침대를 통과합니다. 질소 분자에 대한 그들의 화학적 친화도, 체는 질소를 선택적으로 흡수하는 반면, 산소는 작고 반응성이 떨어지면서 제품 가스로 저장되도록 흐릅니다.

체 침대가 질소로 포화되면 PSA 사이클은 재생 단계로 이동합니다. 침대는 억제되어 흡착 된 질소가 탈착하여 제거되어 후속 사이클에 대한 체의 용량을 회복시킵니다. 이 순환 흡착-흡수 과정은 PSA 산소 생성의 기초이며,이 과정의 효율은 전적으로 분자 체의 성능에 달려있다.

세 가지 중요한 지표는 PSA 시스템에서 분자 체의 효과를 정의합니다.

선택성: 산소보다 질소를 우선적으로 흡수하는 능력으로, 고급 산소 출력을 보장합니다.

용량: 체의 단위 질량 당 흡착 될 수있는 질소의 양은주기 길이 및 산소 수율에 직접 영향을 미칩니다.

재생성: 저하 중에 흡착 된 질소가 방출되는 용이성은 재생 단계에서 에너지 사용에 영향을 미칩니다.

전통적인 분자체는 기능적이지만, 더 높은 에너지 입력, 더 짧은 사이클 시간 또는 산소 순도를 손상시킴으로써 이들 영역 중 하나 이상의 영역 제한 PSA 효율에서 종종 부족 하였다.

초기 세대의 분자 체는 효과적 이었지만 고유 한 한계가있었습니다. 그들의 기공 크기와 화학적 조성을 통해 일부 산소는 질소와 함께 흡착되어 선택성을 감소시키고 산소 순도를 낮추었습니다. 그들의 흡착 용량은 상대적으로 낮았으며, 이는 체 층이 빠르게 포화되어 빈번한 재생주기가 필요하다는 것을 의미한다.

이러한 제한은 PSA 시스템이 더 높은 압력에서 작동하여 불량한 선택성을 보상하여 에너지 사용을 증가시켰다. 자주 사이클링은 밸브와 압축기에 더 크게 마모되어 장비 수명을 단축하고 유지 보수 비용을 높였습니다.

전통적인 체는 주변 공기의 수분과 오염 물질에 민감했습니다. 특히 수증기는 체를 차단하여 시간이 지남에 따라 흡착 용량을 줄일 수 있습니다. 즉 "중독"으로 알려진 현상. 이를 위해 PSA 시스템은 체를 보호하기 위해 광범위한 전처리 단계 (건조 및 여과)를 가졌으며 공정에 복잡성과 에너지 소비를 추가해야했습니다.

가혹한 환경에서,이 감도는 체의 성능을 더욱 저하시켜 더 자주 교체하고 작동 중단이 필요합니다.

Molecular Sieves에 대한 Newtek의 연구는 질소 선택성을 높이기 위해 화학 조성물을 조정하는 데 중점을 두었습니다. 제올라이트를 금속 이온 (리튬 또는 나트륨)으로 도핑함으로써, 회사는 체의 전극 특성을 변경하여 산소를 반발하면서 질소 분자에 대한 인력을 강화했습니다. 이 개조는 낮은 작동 압력에서도 체계가 높은 선택성을 유지하여 압축에 필요한 에너지를 줄이게합니다.

Newtek에 의해 개발 된 리튬 교환 제올라이트는 전통적인 13 배의 체에 비해 질소에 대한 30% 더 높은 친화력을 나타냅니다. 이를 통해 PSA 시스템은 이전보다 10-15% 낮은 압력으로 작동 할 수 있으며 압축기 에너지 사용을 크게 절단합니다.

체 구조의 발전은 흡착 용량의 이익을 얻었습니다. Newtek의 독점적 형제는 계층 적 기공 구조-흡입 마이크로 포어 (선택적 흡착)와 메소포르 (더 빠른 질소 확산)를 특징으로합니다. 이 설계를 통해 단위 질량 당 더 많은 질소를 흡착하여 사이클 시간을 20-25% 연장하고 에너지 집약적 인 재생 단계의 빈도를 줄입니다.

더 긴 사이클은 밸브 작동이 적고 압력 변동이 줄어들어 시스템 구성 요소의 마모가 낮아집니다. 산업 규모 PSA 생성기에서는 유지 보수 간격이 길고 가동 중지 시간이 줄어 듭니다.

수분 민감도를 해결하기 위해 Newtek은 제올라이트 표면을 수정하여 물 분자를 격퇴함으로써 소수성 분자 체를 개발했습니다. 이 체계는 높은 습도 환경에서도 흡착 용량을 유지하여 입구 공기의 에너지 집약적 사전 건조의 필요성을 줄입니다.

체적은 산업 환경에서 널리 퍼져있는 일반적인 오염 물질의 중독에 저항하도록 설계되었습니다. 이 탄력성은 전통적인 재료에 비해 체의 수명을 50% 이상 연장하여 대체 비용과 환경 폐기물을 낮 춥니 다.

극단적 인 작동 조건에서 분자 체는 구조적 무결성을 유지해야합니다. Newtek의 체적은 제조 중에 더 높은 온도에서 소결되어 열 응력 하에서 균열 또는 무너지는 더 단단한 프레임 워크를 만듭니다. 이러한 안정성은 회사의 글로벌 고객 기반의 중요한 이점 인 다양한 기후에서 일관된 성능을 보장합니다.

체 혁신의 가장 중요한 영향은 에너지 사용이 낮다는 것입니다. Newtek의 PSA 발전기는 압력을 낮추고 재생 주파수를 줄임으로써 전통적인 체로를 사용하는 시스템보다 15-20% 적은 에너지를 소비합니다.

중형 병원에 전원을 공급하는 모듈 식 PSA 발전기는 매년 수천 킬로와트시를 절약 할 수 있으며, 탄소 발자국을 줄이기위한 전 세계적 노력과 일치합니다. 산업 응용 분야에서 이러한 절감 효과는 시스템 수명 동안 수백만 달러의 운영 비용으로 이어집니다.

향상된 선택성을 통해 뉴테크의 발전기는 가변 조성물 (오염 된 도시 지역)으로 공기를 처리 할 때에도보다 일관된 순도로 산소를 생성 할 수 있습니다. 특히 리튬 교환 된 체는 변동하는 입구 조건에 걸쳐 93 ± 3% 순도를 유지하여 정류 후 단계의 필요성을 줄입니다.

흡착 용량 증가는 산소 수율을 향상시킨다. 이 높은 수율은 수요를 충족시키기 위해서는 공기 압축기가 적어 에너지 사용 및 자본 비용을 더욱 낮추는 데 필요하다는 것을 의미합니다.

사이클 주파수를 줄이고 밸브, 압축기 및 압력 용기의 마모를 최소화함으로써 고급 분자 체는 PSA 생성기의 작동 수명을 연장시킵니다. 내구성있는 체를 갖춘 Newtek의 시스템은 이제 전통적인 재료로 7-10 년에서 10-15 년의 서비스 수명을 보유하고 있습니다.

수명이 길수록 장비 처리의 환경 영향을 줄이고 고객이 자본 지출을 대체에 연기함에 따라 총 소유 비용을 낮 춥니 다.

새로운 Sieves의 소수성 및 오염 물질 내성 특성은 간소화 된 전처리 시스템을 허용합니다. 많은 응용 분야에서 복잡한 건조 타워 또는 다단계 필터가 제거되어 시스템 발자국 및 설치 비용이 줄어 듭니다.

이 단순화는 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 구성 요소가 적 으면 잠재적 인 고장 지점이 줄어 듭니다. 원격 설치의 경우 이는 최소한의 유지 보수로보다 강력한 작동으로 해석됩니다.

분자 체적이 강화 된 Newtek의 PSA 생성기를 사용하는 화학 공장은 산소 생산에 대한 에너지 사용이 17% 감소했다고보고했다. 사이클 시간이 길수록 플랜트는 산소 생성을 생산 교대와 정렬하여 시간 이외의 시간 동안 에너지 폐기물을 피할 수있었습니다. 소수성 체도는 전용 공기 건조기의 필요성을 제거하여 시스템 복잡성 및 유지 보수를 줄였습니다.

높은 구후 지역의 농촌 병원에서 Newtek의 소수성 체도는 주변 습도 수준에도 불구하고 일관된 산소 순도 (93 ± 3%)를 유지했습니다. 이로 인해 자주 체계 교체가 제거되어 중요한 치료 환자를위한 중단되지 않은 산소 공급을 보장하고 운영 비용을 25%낮출 수 있습니다.

원격 사막 지역의 금광은 열 안정적인 체로 뉴테크의 PSA 발전기를 배치했습니다. Sieves는 40 도의 일일 온도 변동을 견뎌 냈으며 지하 환기 시스템의 산소 출력을 유지합니다. 연장 된 체의 수명 (3 ~ 5 년)은 교체 재료의 비용이 많이 드는 헬리콥터 배달의 필요성을 줄이며 물류 비용을 40%줄였습니다.

Newtek은 탄소 나노 튜브 또는 그래 핀을 제올라이트 구조에 통합하는 나노 복합체 분자 체를 연구하고 있습니다. 이들 재료는 더 높은 흡착 용량과 더 빠른 확산 속도를 약속하며, 잠재적으로 사이클 시간을 30% 더 연장하고 에너지 사용을 추가로 10% 감소시킵니다.

실시간으로 흡착 용량을 모니터링하기 위해 센서를 체 침대에 통합하는 것은 또 다른 개발 영역입니다. SIEVE 성능을 추적함으로써 PSA 시스템은 사이클 매개 변수를 동적으로 조정하여 에너지 사용을 최적화하고 산소 출력에 영향을 미치기 전에 잠재적 인 문제에 대해 연산자를 경고 할 수 있습니다. 이 "스마트"기술은 고급 사이즈와 짝을 이루어 예측 유지 보수 및 추가 효율성 이득을 가능하게합니다.

Newtek은 재활용 알루미 노 실리케이트 재료를 사용하고 합성 중에 물 사용을 감소시키는 분자 체에 대한 친환경 제조 공정을 탐구하고 있습니다. 이는 회사의 지속 가능성에 대한 약속과 일치하여 PSA 시스템의 효율성 이득이 체산 생산에 대한 환경 영향 감소와 일치하도록합니다.