Industrieller Sauerstoffgenerator

Ein industrieller Sauerstoffgenerator, auch Sauerstoffkonzentrator oder Sauerstoffkonzentratorsystem genannt, ist eine speziell entwickelte Ausrüstung zur Erzeugung von hochreinem Sauerstoff aus Umgebungsluft. Es ist in verschiedenen industriellen Anwendungen unerlässlich, die eine stabile und zuverlässige Sauerstoffversorgung erfordern. Durch fortschrittliche Technologie trennt es effektiv Sauerstoff von Stickstoff und anderen Gasen und erfüllt so den hohen Qualitätsbedarf an Sauerstoff in Branchen wie der Stahlproduktion, Glasherstellung, chemischen Reaktionen usw.

Die Druckwechseladsorption (PSA) ist ein im industriellen Bereich weit verbreitetes Adsorptionstrennverfahren. Dieses Verfahren nutzt die selektiven Adsorptionseigenschaften poröser Feststoffmaterialien unter verschiedenen Druckbedingungen, um eine Gastrennung zu erreichen. Insbesondere bei höheren Drücken adsorbieren poröse Feststoffmaterialien selektiv spezifische Gaskomponenten, um eine Gastrennung zu erreichen; Bei niedrigeren Drücken werden diese adsorbierten Gasbestandteile desorbiert, wodurch das Adsorptionsmittel regeneriert werden kann.

Wenn dieser Prozess zur Herstellung von Sauerstoff verwendet wird, nennen wir ihn einen Druckwechseladsorptions-Sauerstoffproduktionsprozess. Die grundlegenden Schritte dieses Prozesses lassen sich wie folgt zusammenfassen: Zuerst wird die saubere Luft durch ein Gebläse unter Druck gesetzt und dann wird die unter Druck stehende Luft zum Adsorptionsturm geleitet. Im Adsorptionsturm werden verunreinigte Gase wie H₂O (Wasserdampf), CO₂ (Kohlendioxid) und N₂ (Stickstoff) in der Luft vom Adsorptionsmittel adsorbiert, während Sauerstoff in die Adsorptionsmittelschicht eindringt. Anschließend gelangt der Sauerstoff, der die Adsorptionsschicht durchdringt, zur Druckstabilisierung in den Puffertank und wird schließlich zur Verwendung an die Gasstelle weitergeleitet. Wenn das Adsorptionsmittel bis zu einem bestimmten Grad adsorbiert, wird das Gas im Adsorptionsturm durch eine Vakuumpumpe evakuiert, um die Regeneration des Adsorptionsmittels zu erreichen.

Im Vergleich zum herkömmlichen Luftzerlegungsverfahren arbeitet das Druckwechseladsorptions-Sauerstoffproduktionsverfahren bei normaler Temperatur und normalem Druck und weist einen höheren Sicherheitsfaktor auf. Der Prozessablauf ist relativ einfach und entspricht nur zwei Abschnitten aus Luftkompressor und Molekularsieb im kryogenen Prozess. Da herkömmliche elektromechanische Geräte verwendet werden und die Anzahl der Geräte gering ist, ist auch die Wartung einfacher und schneller. Darüber hinaus ist das Verfahren zur Herstellung von Sauerstoff durch Druckwechseladsorption nicht nur energiesparender, sondern stellt auch geringere Anforderungen an öffentliche Arbeiten. Bei der Herstellung entstehen keine Schadstoffe, was den aktuellen „Dual Carbon“-Zielvorgaben entspricht.

Der Sauerstoffproduktionsprozess durch Druckwechseladsorption vermeidet außerdem den harten und langwierigen Betriebsprozess im herkömmlichen Luftzerlegungsprozess, kann die Leistung und Reinheit automatisch anpassen und einen unbeaufsichtigten Betriebsmodus realisieren. Die Start- und Stoppzeit ist sehr kurz und Sauerstoff kann normalerweise innerhalb von 20 Minuten abgegeben werden. Darüber hinaus ist der Geräteherstellungszyklus dieses Prozesses kurz und das Tempo des technischen Baus ist ebenfalls sehr hoch.

Um die Kontinuität der Sauerstoffproduktion sicherzustellen, verwendet das Druckwechseladsorptions-Sauerstoffproduktionsgerät normalerweise einen Zwei-Turm-Prozess. Beim Zwei-Turm-Verfahren führt ein Turm den Adsorptionsvorgang durch, während der andere Turm regeneriert und die beiden Türme abwechselnd betrieben werden, um eine kontinuierliche und stabile Sauerstoffversorgung zu erreichen. Wie in Abbildung 1 dargestellt, kann der Maßstab der industrialisierten Zwei-Turm-Prozessanlage 7500 m³/h erreichen, womit der große industrielle Sauerstoffbedarf gedeckt werden kann.