Выбор генератора кислорода: показатели чистоты PSA и VPSA и реальные эксплуатационные затраты

Завод автозапчастей в дельте Янцзы платит около 0,45 доллара за Нм³ за поставляемый жидкий кислород. При среднем потреблении 80 Нм³/ч годовой бюджет поставок составляет 315 000 долларов США. Генератор кислорода СРП на объекте может сократить эти затраты более чем вдвое, но только в том случае, если оборудование выбрано с учетом истинного профиля потока, заданной степени чистоты и цены на электроэнергию на объекте.

Производство кислорода на месте: точка финансовой безубыточности

Производство кислорода на месте становится дешевле, чем поставка жидкого кислорода, как только устойчивая потребность превысит примерно 10 Нм³/ч и завод планирует эксплуатировать систему более двух смен в день. Ниже этого порога капитальные затраты и требования к техническому обслуживанию трудно оправдать с точки зрения простого контракта на поставку резервуаров.

Причина в структуре стоимости жидкого кислорода. В общую стоимость поставки входит энергия, необходимая для сжижения кислорода (около 0,4-0,6 кВтч на килограмм), аренда криогенных резервуаров, автомобильный транспорт и потери при выкипании при хранении. В большинстве регионов эта логистика добавляет 30-50% к базовой цене на газ. Генератор на месте заменяет все это электричеством и атмосферным воздухом, которые уже доступны у ворот завода.

Сторона сжатого воздуха имеет такое же значение, как и кислородная установка. Надежному генератору кислорода необходим чистый, сухой воздух с правильным давлением и объемом. Если существующая система сжатого воздуха уже загружена на 90 %, для генератора кислорода потребуется либо специальный воздушный компрессор, либо необсуждаемая модернизация существующей воздушной сети предприятия.

Генераторы кислорода PSA: «Рабочая лошадка» на 93 %, производительность 3–200 Нм³/ч

Адсорбция при переменном давлении (PSA) является стандартной технологией генерации кислорода для потоков примерно до 200 Нм³/ч при чистоте 90–95 %, обеспечивая самые низкие капитальные затраты на Нм³ в этом диапазоне.

Генератор кислорода PSA сжимает окружающий воздух, удаляет влагу, масло и частицы, а затем проталкивает воздух через сосуд, заполненный молекулярным ситом из цеолита. Сито адсорбирует азот под давлением, в то время как кислород проходит через него. Когда слой достигает насыщения, давление падает и азот высвобождается. Два слоя чередуются между фазами адсорбции и регенерации для создания непрерывного потока кислорода.

Генератор кислорода с адсорбцией и переменным давлением BAO от компании Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd. построен на этом принципе и производит кислород с чистотой 93%/- 3%, который используется в лазерной резке, упаковке пищевых продуктов, аэрации сточных вод, жизнеобеспечении аквариумов и плавлении стекла.

Адсорбционный кислородный генератор с переменным давлением BAO для промышленного использования Эта установка PSA производит кислород чистотой 93%, подходящий для лазерной резки, упаковки пищевых продуктов и аэрации сточных вод. Он работает при давлении 0,1–0,5 МПа и использует цеолитовые молекулярные сита для эффективного отделения азота. Посмотреть продукт →

Системы PSA подают кислород при давлении 4–10 бар без дополнительного усилителя. Если для заполнения баллона требуется давление 150 бар, кислородный дожимной компрессор может повысить давление без изменения химического состава адсорбции.

• Капитальные затраты на Нм3 являются самыми низкими в диапазоне 3–200 Нм3/ч.
• Давление подачи до 10 бар непосредственно от генератора.
• Удельный расход энергии от 0,35 до 0,55 кВтч/Нм³
• Стандартная чистота 93%/- 3% подходит для большинства промышленных применений.

Генераторы кислорода VPSA: выбор для больших непрерывных потоков

Адсорбция при переменном вакууме и переменном давлении (VPSA) становится подходящей технологией, когда потребность в кислороде превышает примерно 300-500 Нм³/ч и в процессе можно использовать кислород с чистотой 90%.

VPSA использует тот же принцип адсорбции на цеолите, но добавляет вакуумный насос для вытягивания азота из слоя во время регенерации. Перепад давления в цикле уменьшается, что обычно снижает удельный расход энергии до 0,25-0,40 кВтч/Нм³ при атмосферном давлении нагнетания.

Генератор кислорода с вакуумной адсорбцией и переменным давлением VPSA компании Baiao работает в диапазоне 200–3000 Нм³/ч, что делает его пригодным для сталелитейных заводов, очистки дымовых газов электростанций, аэрации городских сточных вод и цветной металлургии. Компромиссом является низкое давление нагнетания: кислород VPSA покидает установку при давлении 1,5–3 бар, поэтому любой процесс, работающий при давлении 7–10 бар, требует специального дожимного компрессора кислорода.

Адсорбционный кислородный генератор VPSA с переменным давлением и вакуумом Эта установка VPSA, разработанная для крупномасштабных потребностей в кислороде выше 200 Нм³/ч, подает кислород при низком давлении (1,5–3 бар) и идеально подходит для сталелитейных заводов и очистных сооружений, обеспечивая экономию энергии при непрерывной работе. Посмотреть продукт →

На объектах с постоянной круглосуточной потребностью в кислороде выше 500 Нм³/ч экономия энергии при использовании установки VPSA по сравнению с установкой PSA окупается за счет вакуумного насоса и большей занимаемой площади в течение первых двух лет.

Чистота кислорода: требование, которое меняет все

Уровень чистоты, который действительно необходим вашему процессу, определяет как выбор технологии, так и расходы на электроэнергию. Переход с 93% на 99,5% может почти удвоить энергопотребление на Нм³.

Цифра 93% существует не просто так. При такой чистоте цеолитовое сито работает эффективно, а стоимость кислорода остается низкой. Для достижения степени 99,5% требуется этап каталитической очистки или установка удаления азота, что увеличивает капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Если процесс допускает содержание кислорода 90-93%, то установление чистоты 93% является экономически рациональным решением.

Потребление энергии: самый крупный источник затрат

Электричество составляет 70–80 % от общих эксплуатационных расходов кислородного генератора, поэтому удельное потребление энергии в кВтч/Нм³ — это первое число, которое следует сравнивать в предложениях поставщиков.

Установка PSA производительностью 100 Нм³/ч при 0,40 кВтч/Нм³ и цене 0,10 долл. США/кВтч потребляет 40 кВтч в час и стоит 4,00 долл. США в час. Тот же поток кислорода из подаваемой жидкости при цене 0,45 доллара США/Нм³ стоит 45 долларов США в час. Эта разница в 41 доллар в час увеличивается до 359 000 долларов в год при круглосуточной работе без учета капитальных затрат.

Оценка поставщика: три точки отказа, которые следует проверить

Три вида отказов, которые уничтожают проекты по производству кислородных генераторов, — это воздушные компрессоры недостаточной мощности, неадекватная доочистка и производитель, который не может поддерживать оборудование в течение всего срока его службы. Каждую из них можно предотвратить с помощью структурированной оценки.

• Подтвердите профиль потока: поставщик должен указывать среднюю и максимальную потребность в Нм³/ч, а не только установленную мощность.
• Запросите полный комплект: воздушный компрессор, фильтры, осушитель, генератор кислорода, усилитель, предохранительные трубопроводы и продувку азотом для остановки.
• Спросите о молекулярном сите: его типе, периоде замены и о том, распространяется ли гарантия на работу в течение нескольких лет.
• Проверьте реакцию послепродажного обслуживания: ближайший пункт обслуживания, запас запасных частей и время ответа.
• Посетите установленный сайт или позвоните в справочную перед размещением заказа.

Компания Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd. производит кислородные генераторы PSA и VPSA как часть комплектного газового оборудования. линейка продуктов сюда также входят промышленные воздушные компрессоры и газоочистное оборудование. Компания поддерживает ряд промышленное применение от нефтехимии до пищевой промышленности.

Часто задаваемые вопросы: Выбор промышленного генератора кислорода

В чем разница между генератором кислорода PSA и VPSA?

PSA перемещает адсорбционный слой между высоким и атмосферным давлением для регенерации цеолита. VPSA использует вакуумный насос для той же задачи, сужая диапазон рабочего давления и снижая удельное потребление энергии. PSA подходит для расхода примерно до 200 Нм³/ч, а VPSA – от 200 до нескольких тысяч Нм³/ч.

Может ли генератор кислорода PSA производить кислород медицинского назначения?

Да, установка PSA, производящая 93%/- 3% кислорода, соответствует требованиям USP к медицинскому кислороду. Воздухозаборные и нагнетательные трубопроводы также должны быть сертифицированы для медицинского обслуживания, а для установки требуется одобрение соответствующего местного органа власти.

Сколько стоит эксплуатация генератора кислорода?

Электричество – самая большая статья расходов. При 0,10 доллара США/кВтч и 0,40 кВтч/Нм3 стоимость электроэнергии составляет около 0,04 доллара США за Нм3. Если добавить техническое обслуживание, замену цеолита и восстановление капитала, общая сумма составит 0,12-0,22 доллара за Нм³.

Как долго работает генератор кислорода?

В хорошем состоянии установка PSA или VPSA прослужит 10-15 лет. Цеолитовое молекулярное сито обычно заменяется через 8–10 лет, а компрессор следует собственному графику технического обслуживания.