경제와 사회가 발전함에 따라 생활용수, 공업용수 및 물 환경에 대한 사람들의 요구가 날로 증가하고 있으며, 이로 인해 물 공급 및 배수 분야의 다양한 수처리 공정 기술에 대한 요구가 더욱 높아지고 있습니다.
압력 변동 흡착(PSA) 산소 생산 공정은 낮은 산소 생산 에너지 소비, 빠른 시작 및 중지, 낮은 운영 난이도, 낮은 장비 투자 등 뛰어난 장점으로 인해 물 공급 응용 분야에 널리 사용됩니다. 물 공급 및 배수, 특히 소독 및 살균 및 오염 물질 산화 처리의 다양한 실제 프로젝트에서 이는 특히 중요합니다.
PSA 산소 생산 공정은 상하수도 분야의 다양한 수처리 공정의 중요한 기술적 구성요소가 되었으며, 물 분야의 신기술, 신공정의 개발 및 응용 연구에 있어서도 무시할 수 없는 중요한 부분이다 치료. PSA 산소 생산 과정에 대한 관련 연구는 물 공급 및 배수 분야의 과학 기술 종사자들을 위한 새로운 연구 방향이 되었습니다. 실리콘-알루미늄 비율이 낮고 산소-질소 분리계수가 높은 리튬 기반 제올라이트 분자체(LiLSX)의 개선 및 적용으로 PSA 산소 생산 공정은 비고순도 산소 생산을 위한 가장 중요한 생산 기술이 되었습니다. 청정<95%).
NEWTEK PSA 산소 생산 공정에 대한 연구는 주로 산소 생산 분자체 개발, 흡착기 구조 설계 개선 및 공정 흐름 최적화에 중점을 두고 있습니다. 소형 실험 장치에 대한 소프트웨어 시뮬레이션 및 연구는 압력 변동 흡착 산소 생산 공정을 최적화하는 중요한 수단이 되었습니다. 공정 최적화를 통해 산소 회수율과 순도를 향상시킬 수 있으며, 산소 생산에 필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 또한 에너지 소비를 줄이기 위해 PSA 산소 생산 장치에도 보다 지능적인 자동 제어 시스템이 사용됩니다.
소프트웨어 시뮬레이션과 소형 실험 장치를 통한 PSA 산소 생산 공정의 최적화 연구는 일반적으로 주기가 상대적으로 짧고, 획득한 데이터가 제한적이며, 대규모 PSA 산소 생산 장치의 실제 작동과 어느 정도 편차가 있습니다. 가동 중인 대규모 압력 스윙 흡착 산소 생산 장치를 연구 대상으로 삼아 Aspen Process Data를 통해 1년 이상 장치의 공정 가동 데이터를 획득하고, 산소 생산 단위량에 따른 소비 전력을 계산하였다. 프로세스 데이터. 장치 작동의 주요 영향 요인과 산소 생산의 전력 소비 사이의 관계를 연구했습니다. 장치의 입구 온도가 -5도에서 35도까지 증가하면 초기 산소 생산 전력 소비가 먼저 감소했다가 증가하는 것으로 나타났으며, 초기 산소 생산 전력 소비와 2차 관계가 분명한 것으로 나타났습니다. 입구 온도. 흡입 온도가 너무 높거나 낮으면 초기 산소 생산 전력 소비가 증가합니다. 초기산소생산전력소모가 가장 낮은 흡입온도는 16.2도이다. 16.2도를 기준으로 흡입온도가 1도 증가하거나 감소할 때마다 산소 생산 전력 소비는 약 7.4463*10-5kwh/Nm3 증가합니다. 산소 순도가 짧은 시간에 변화하는 경우 산소 순도가 높을수록 초기 산소 생산 전력 소비가 높아집니다. 초기 산소 생산 전력 소비와 산소 순도 사이에는 선형 관계가 있습니다. 산소 순도가 1% 증가할 때마다 초기 산소 생산 전력 소비는 약 0.0{{20}}71~0.0074kwh/Nm3 증가합니다. 동시에, 산소 순도가 동일한 진폭으로 변할 때 저순도에서 고순도로 변화하는 동안 순도 증가에 따른 초기 산소 생산 소비전력 증가는 이로 인한 초기 산소 생산 소비전력 감소보다 크다. 산소 순도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 바뀌는 동안 순도가 감소합니다. 공기 흡입 필터의 차압 변화주기 동안 초기 산소 생산 전력 소비 (즉, 보정 산소 생산 전력 소비)와 온도 보정 및 순도 변환 후 공기 흡입 필터 차압 사이의 선형 관계는 명백합니다. 온도보정과 순도변환을 하지 않을 경우 초기 산소생산 소비전력과 흡기필터 차압의 관계가 명확하지 않고, 심지어 흡기저항의 증가로 인해 공기흡입필터의 차압이 증가한다는 기본원리에도 어긋나는 것으로 나타난다. 에너지 소비. 이는 흡기 온도 보정과 순도 변환이 합리적이고 필요하며 분석 및 계산 요구를 충족할 수 있음을 추가로 보여줍니다. 흡기 필터의 차압이 1mbar 증가할 때마다 산소 생산 소비 전력(즉, 보정 산소 생산 소비 전력)은 약 0.0008kwh/Nm3씩 증가합니다. PSA 산소생산 장치의 작동 중 산소생산 전력소모에 대한 기타 주요 영향요인의 영향을 파악한 후, Design Expert 10.0.4를 이용하여 PSA 사이클 공정 단계 시간이 산소생산 전력소모에 미치는 영향에 대한 반응표면분석을 수행하였다. 최종 산소 생산 전력 소비.
"공기 분사 흡입", "공기 흡입/산소 생산" 및 "퍼지 제공"의 세 가지 공정 단계의 시간을 영향 요인으로 사용했으며 최종 산소 생산 전력 소비량과 산소 유량을 응답 값으로 사용했습니다. 중앙 조합 실험을 설계합니다. 설계된 실험 계획에 따라 장치를 조정하고 작동 실험을 수행하여 다양한 공정 단계 시간 매개 변수 조건에서 초기 산소 생산 전력 소비를 계산했습니다. 이전 장에서 결정된 초기 산소 생산 전력 소비와 흡입 온도, 산소 순도 및 보정된 산소 생산 전력 소비와 흡입 필터 차압 사이의 보정된 관계에 따라, 산소 생산 소비 전력(즉, 최종 산소 생산 동일한 흡기 온도, 제품 순도, 흡기 필터 차압 벤치마크 조건에서 소비 전력)을 계산했습니다. 최종 산소 생산 전력 소비 모델은 회귀 분석을 통해 얻어졌습니다. 분산분석을 통해 최종산소생산전력소모의 회귀모형은 유의성이 매우 높고(P Less than or equal to 0.0001) 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 모델의 적합성 부족은 유의미하지 않았습니다. 설계된 영향요인 범위 내에서 충분한 판별 정확도를 가지고 있었습니다. 피팅 모델의 잔차 분포는 대략 직선으로 나타났으며, 이는 모델 피팅 효과가 양호하고 결과 분석을 위한 실제 실험 지점을 대체하는 데 사용될 수 있음을 추가로 보여주었습니다. 2차원 등고선도와 3차원 반응표면도의 분석을 통해 연구된 3가지 운전단계 시간이 최종 산소생산 소비전력에 미치는 영향을 파악하였다.
The order of significance is: "air blasting" time> "purge" time>"공기 흡입/산소 생산" 시간.
최종 산소 생산 전력 소비를 최소화하는 최적의 공정 시간 매개변수를 해결합니다. 최적의 프로세스 단계 시간은 다음과 같습니다.
"공기 분사" 단계 시간은 7.8초, "공기 흡입/산소 생산" 단계 시간은 4.{3}}초, "퍼지" 단계 시간은 3.6초입니다. 장치는 실제로 최적의 공정 단계 시간 매개변수로 작동되고 해당 최종 산소 생산 전력 소비가 계산됩니다. 모델 예측값과 여러 실제 작업의 최종 산소 생산 전력 소비 평균값 간의 상대 편차는 3.02%에 불과하며, 이는 최종 산소 생산 전력 소비 회귀 모델의 정확도와 실용성이 우수함을 보여줍니다. PSA 산소 생산 공정에서 최종 산소 생산 전력 소비에 대한 공정 단계 시간의 영향을 분석하는 데 사용되는 것 외에도 이 모델은 다양한 공정 단계 시간에서 최종 산소 생산 전력 소비를 추정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 장치 초기 설계의 산소 생산 전력 소비량과 비교하면, 공정 단계 시간 최적화 후 산소 생산 표준 입방미터당 전력 소비량은 약 5.42% 감소했습니다. 운영 최적화를 통해 산소 생산의 전력 소비를 효과적으로 줄여 상당한 경제적 이익을 얻을 수 있습니다. 뉴텍이 산소 생산 전력 소비에 영향을 미치는 요인을 분석하고 장치의 작동을 최적화하기 위해 사용하는 방법은 PSA 산소 생산 장치에서 산소 생산의 전력 소비를 줄이는 목적을 달성할 수 있으며, 에너지 생산에 대한 기초와 방법을 제공할 수 있습니다. 압력 스윙 흡착 산소 생산 장치의 소비 평가 및 작동 최적화. 세계에 일류 장비를 더 잘 제공할 수 있습니다.
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