Як технологія виробництва кисню PSA сприяє меті нейтралітету вуглецю?

How does PSA oxygen production technology contribute to the goal of carbon neutrality?

У глобальному прагненні до нейтралітету вуглецю інноваційні технології стають вирішальними рушіями для зменшення викидів парникових газів у різних галузях. Однією з таких технологій, яка набула значної тяги, - це адсорбція розгойдування тиску (PSA) для виробництва кисню, а ТОВ «Нойтек (Hangzhou) Co. Co., Ltd.

Newtek-це глобально визнаний виробник, який відзначається своїми системами виробництва газу на місці з особливим акцентом на технологію PSA. Працюючи в численних країнах та розгорнувши тисячі одиниць у всьому світі, компанія обслуговує різноманітне діапазон секторів. Його обладнання для виробництва кисню PSA розроблене для забезпечення надійного та вимогного постачання кисню, що революціонує способу доступу галузей до цього життєво важливого газу.

КомпаніяГенератори кисню PSAпоставити різноманітні конфігурації. Ці системи призначені для задоволення різних потреб у потужності, гарантуючи, що це невеликий медичний заклад чи масштабний промисловий завод, потреби в кисні можуть бути задоволені ефективно. З точки зору чистоти кисню, системи NewTek зазвичай пропонують діапазон, придатний для більшості промислових та медичних застосувань, з варіантами досягнення більш високих концентрацій для спеціалізованого використання. Ця гнучкість досягається за допомогою вдосконалених молекулярних ситів вуглецю та адсорбентів цеоліту, які є невід'ємними компонентами процесу PSA.

Процес адсорбції тиску для виробництва кисню заснований на принципі селективної адсорбції газів. Повітря, яке є сумішшю, в основному складається з азоту (близько 78%) та кисню (близько 21%), стискається і проходить через адсорбційну посудину, наповнену адсорбентними матеріалами. При високому тиску ці адсорбенти мають більшу спорідненість до азоту, що дозволяє кисню проходити через та збирати як продукт. Коли адсорбент стає насиченим азотом, тиск знижується ("гойдалка" в адсорбції гойдалки тиску), а адсорбований азот десорбується, регенеруючи адсорбент для наступного циклу.

Цей циклічний процес адсорбції та десорбції автоматизовано в генераторах кисню PSA Newtek, забезпечуючи постійне та стабільне постачання кисню. Автоматизація підвищує ефективність процесу та зменшує потребу в ручному втручанні, мінімізуючи потенційні помилки та оптимізуючи загальну продуктивність обладнання.

Основні компоненти типової системи PSA мають компресори, адсорбційні судна, клапани та системи управління. Компресори відповідають за тиск на вхідне повітря, готуючи його до фази адсорбції. Адсорбційні судна розміщують адсорбентні матеріали, які ретельно вибираються на основі їх здатності вибірково захоплювати азот. Клапани регулюють потік повітря та газів через систему, координуючи перехід між адсорбцією та циклами десорбції. Системи управління, які часто оснащені датчиками та програмованими логічними контролерами (PLC), моніторинг тиску, швидкості потоку та чистоти кисню, регулюючи операції в режимі реального часу для підтримки оптимальних показників.

Інженерна команда Newtek вдосконалила ці компоненти через ітеративні вдосконалення дизайну. Судна адсорбції побудовані з матеріалами, які протистоять корозії та витримують повторні цикли тиску, продовжуючи їх експлуатаційну тривалість життя. Системи клапана розроблені для точності, забезпечуючи мінімальний витік та швидкий час відгуку під час циклу, що є критично важливим для підтримки чистоти кисню та ефективності системи.

Генератор кисню на місці

Pressure Swing Adsorption Oxygen Generator

Генератор кисню Адсорбції тиску

Одним із важливих способів виробництва виробництва кисню PSA сприяє нейтралітет вуглецю - це зменшення потреби в транспортуванні кисню. Традиційно кисень постачався в циліндрах або як рідкий кисень, що вимагає транспортування з виробничих приміщень до кінцевих споживачів. Цей транспортний процес, часто залучаючи вантажівки, поїзди чи кораблі, генерує значну кількість викидів парникових газів.

За допомогою генераторів кисню PSA з Newtek галузі можуть виробляти кисень у місці використання. У віддаленій гірничій операції, замість того, щоб покладатися на доставку кисневих балонів на великі відстані, генератор кисню PSA, встановлений на ковзанці, може бути встановлений на місці. Це виключає викиди, пов’язані з транспортуванням кисню, безпосередньо сприяючи зменшенню загального вуглецевого сліду операції видобутку. Аналогічно, у сільських центрах охорони здоров’я модульний генератор кисню PSA може бути створений для задоволення потреб пацієнтів киснем, зменшуючи потребу в регулярних поставках кисню та пов'язаних з ними викидів транспортування.

Усунення транспорту знижує ризик порушення ланцюга поставок. Ця надійність підтримує експлуатаційну безперервність та опосередковано зменшує викиди, уникаючи необхідності аварійного транспорту, що часто включає менше економічних транспортних засобів або прискорених методів доставки з більшою інтенсивністю вуглецю.

Сам процес виробництва кисню PSA може бути розроблений як високо енергоефективний, що є ще одним важливим аспектом його внеску в нейтралітет вуглецю. Newtek включає в себе кілька енергозберігаючих функцій у своєму обладнанні PSA.

Компресори зі змінною швидкістю є ключовим компонентом енергоефективної конструкції Ньютека. Ці компресори можуть регулювати свою швидкість на основі попиту на кисень. У періоди низького попиту на кисень швидкість компресора знижується, споживає менше електроенергії. Це на відміну від традиційних компресорів з фіксованою швидкістю, які працюють з постійною швидкістю, незалежно від попиту, витрачаючи енергію в періоди з низьким попитом.

Автоматизовані системи управління в генераторах PSA Newtek оптимізують цикли адсорбції та десорбції. Аналізуючи дані в режимі реального часу про використання кисню, система може скоротити або подовжити цикли за потребою, гарантуючи, що енергія не витрачається на непотрібні етапи тиску або розгриву. Системи відновлення тепла - це ще одна інновація, яка фіксує відпрацьоване тепло від компресорів і використовує його для попереднього нагрівання вхідних або потужних допоміжних компонентів, що ще більше зменшує споживання енергії.

Мінімізуючи споживання енергії під час виробничого процесу,Генератори кисню PSAДопоможіть зменшити викиди вуглецю, пов'язані з виробництвом електроенергії, особливо в регіонах, де в мережі потужності все ще переважають електростанції на основі викопного палива. Навіть у районах з великою часткою відновлюваної енергії, енергоефективність залишається цінною, оскільки зменшує загальний попит на електроенергію, звільняючи відновлювані ресурси для інших додатків.

Ще однією значною перевагою технології виробництва кисню PSA є її сумісність з відновлюваними джерелами енергії, що є наріжним каменем цілі нейтралітету вуглецю. Newtek визнає важливість інтеграції відновлюваної енергії та розробляє свої генератори кисню PSA, щоб працювати від сонячної, вітру чи інших відновлюваних джерел енергії.

У районах з пустельними регіонами, де розташовані деякі гірничі операції, генератори кисню PSA можуть поєднуватися з сонячними панелями. Сонячна електроенергія забезпечує компресор та інші компоненти системи PSA, що дозволяє виробляти кисень з нульовими викидами прямого вуглецю. Аналогічно, у прибережних районах з сильним вітром вітрові турбіни можуть використовуватися для живлення обладнання PSA.

Ця інтеграція технології PSA з відновлюваними джерелами енергії зменшує залежність від електроенергії на основі викопного палива та допомагає збалансувати переривчасту характер виробництва відновлюваної енергії. У періоди сильного вітру або сонячного світла надлишок електроенергії може використовуватися для виробництва та зберігання кисню, який потім може використовуватися в періоди низької відновлюваної енергії. Ця синергія підвищує стабільність подачі кисню та сітку відновлюваної енергії, що робить її життєздатним рішенням для поза мережею або віддаленими місцями.

Newtek розробив гібридні системи, які поєднують відновлювану енергію з рішеннями для зберігання енергії. Ці системи забезпечують постійне джерело живлення генератора PSA, навіть у тривалий періоди низького виробництва відновлюваної енергії, подальше підвищення надійності, зберігаючи при цьому низький слід вуглецю.

Використання технології виробництва кисню PSA позитивно впливає на вуглецевий слід промисловості, які покладаються на кисень.

У галузі охорони здоров’я надійне постачання кисню на місці від генератора PSA забезпечує безперервне постачання кисню без перебоїв. Це особливо важливо в підрозділах критичної допомоги. Маючи стабільне постачання кисню, медичні заклади можуть уникнути необхідності резервних систем кисню, які можуть покладатися на генератори, що працюють на викопному паливі, у разі дефіциту. Це, у свою чергу, зменшує викиди вуглецю, пов'язані з експлуатацією цих резервних систем.

У промисловості харчових та напоїв кисень використовується в різних процесах.Генератори кисню PSAДозволити виробникам продуктів харчування та напоїв виробляти кисень на місці, зменшуючи їх залежність від зовнішніх постачальників кисню. Це скорочує викиди транспортування та дозволяє краще контролювати якість та вартість кисню. Можливість коригування вироблення кисню в режимі реального часу на основі виробничих потреб допомагає мінімізувати відходи, оскільки уникається надмірне виробництво кисню (і пов'язаного з цим енергоносіями).

У промисловості електроніки, де в процесах виробництва напівпровідників високої чистоти використовується кисень, на місці виробництво кисню PSA забезпечує постійне постачання високоякісного кисню, що сприяє більш ефективним виробничим процесам. Ефективне виробництво зменшує кількість дефектних продуктів, що, в свою чергу, знижує споживання енергії та ресурсів, пов'язане з переробкою або утилізацією, що ще більше зменшує загальний вуглецевий слід виробничого сектору електроніки.

У гірничих операціях кисень використовується для вентиляційних та безпечних систем. Генератори PSA на місці забезпечують постійний запас кисню, що дозволяє мінам оптимізувати свої вентиляційні системи. Поставляючи кисень безпосередньо в ділянки, де це найбільше потрібно, міни можуть зменшити споживання енергії масштабних вентиляційних вентиляторів, які, як правило, входять до найбільших споживачів енергії в видобутках.

У умовах охорони здоров’я надійне постачання кисню - це питання життя та смерті. Системи PSA Newtek розроблені для відповідності суворим стандартам виробництва медичного кисню, забезпечуючи рівні чистоти, що відповідають глобальним нормам охорони здоров'я. Ці системи є досить компактними, щоб їх встановити в лікарнях, клініках та навіть мобільних медичних одиницях, забезпечуючи постійне постачання кисню для пацієнтів з дихальними станами, під час операцій та в невідкладній допомозі.

У регіонах з обмеженим доступом до централізованих ланцюгів подачі кисню модульні генератори PSA виявили трансформаційні. Вони усувають потребу в частих поставках кисневих балонів, гарантуючи, що медичні заклади могли зосередитись на догляді за пацієнтами, а не на логістиці. Системи PSA в галузі медичних класів Newtek оснащені тривожними та резервними функціями, щоб попередити персонал про будь-які відхилення чистоти чи тиску кисню, забезпечуючи безпеку пацієнтів.

Видобуток, особливо підземні міни, потребує кисню для підтримки безпечних робочих середовищ та підтримки певних процесів вилучення. Нижні системи PSA Newtek побудовані для витримки суворих умов видобутку. Одиниці, встановлені на ковзанах, можна легко транспортувати на віддалені майнінг-майданчики, забезпечуючи кисень для вентиляційних систем, які розбавляють шкідливі гази та покращують якість повітря.

Екологічна безпека, кисень використовується в видобутку для процесів. Генератори PSA на місці гарантують, що ці операції стабільно постачають кисень, скорочуючи час простою, пов'язані з очікуванням поставок циліндрів та підвищенням загальної ефективності роботи.

Промисловість продуктів харчування та напоїв використовує кисень у упаковці, бродінням та очищенні стічних вод. У упаковці кисень іноді використовується для модифікації атмосфери всередині контейнерів для харчових продуктів, продовжуючи термін зберігання, пригнічуючи ріст психів. При ферментації кисень є критичним для росту дріжджів та бактерій, що використовуються у виробництві пива, вина та молочних продуктів.

Системи PSA Newtek надають виробникам продуктів харчування та напоїв з точним контролем чистоти кисню та швидкості потоку, забезпечуючи узгодженість у виробничих процесах. Модель виробництва на місці узгоджується із зростаючою акцентом на сталому розвитку галузі, оскільки зменшує вуглецевий слід, пов'язаний з транспортуванням кисню та відходами упаковки з одноразових циліндрів.

Виробництво напівпровідників вимагає надмільного кисню для процесів, де на вафлях кремнію вирощують тонкі оксидні шари. Навіть незначні домішки в кисні можуть поставити під загрозу продуктивність напівпровідників, що робить надійність та чистоту подачі кисню критичними. Системи PSA з високою чистотою Newtek розроблені для виробництва кисню з мінімальними забрудненнями, відповідаючи суворим стандартам електроніки.

Можливість коригувати виробництво кисню в режимі реального часу на основі графіків виробництва дозволяє електронічним установам оптимізувати використання енергії, узгоджуючись з їх цілями стійкості. Компактна конструкція цих систем робить їх придатними для встановлення в чистому середовищі, де простір часто обмежений.

Оскільки світ продовжує прагнути до нейтралітету вуглецю, очікується, що роль технології виробництва кисню PSA стане ще більш значущим. Ньютек та інші виробники в цій галузі постійно досліджують та розробляють нові способи підвищення ефективності та продуктивності обладнання PSA.

Однією з напрямків уваги є розробка більш передових адсорбентних матеріалів. Нові матеріали з більш високою ємністю адсорбції та швидшими показниками адсорбції-деорбції можуть ще більше підвищити енергоефективність процесу PSA. Дослідники вивчають наноматеріали та композитні структури, які могли б вибірково ефективніше захоплювати азот, зменшуючи енергію, необхідну для тиску та регенерації.

Інша сфера інновацій - це оцифрування. Інтеграція систем PSA з платформами промислового Інтернету (IIOT) дозволяє віддалений моніторинг та прогнозування. Датчики, вбудовані в систему, можуть збирати дані про показники продуктивності, які потім аналізуються за допомогою алгоритмів штучного інтелекту (AI) для виявлення потенційних проблем, перш ніж вони викликають час простою.

Забезпечення переробки та стійкості компонентів системи PSA, зокрема адсорбентів, є нова спрямованість. Дослідження біологічно розкладаних або багаторазових адсорбентних матеріалів можуть ще більше зменшити вплив на навколишнє середовище технології PSA, узгоджуючись з принципами кругової економіки, які все більше є центральними для глобальних зусиль щодо стійкості.