ПСА кисеньвикористовується у виробництві скла, як правило, визначається концентрацією кисню, витратою, тиском на виході, вмістом вологи та межами забруднювачів, а не чистотою. При спалюванні скловарної печі, збагаченої киснем, зазвичай вважається концентрація кисню близько 90–95%, але необхідне значення залежить від розташування пальника, палива, температури печі, швидкості впорскування кисню та від того, чи кисень змішується з повітрям для горіння чи подається як основний окислювач. Таким чином, специфікація закупівлі повинна пов’язувати чистоту кисню з фактичними умовами роботи печі замість вибору найвищої доступної концентрації.
Чому у виробництві скла використовується кисень PSA?
Скловарна піч спалює паливо всередині камери згоряння для передачі тепла скляній шихті та розплавленому склу. При подачі повітря для горіння разом з киснем в топку надходить азот, оскільки атмосферне повітря містить велику частку азоту. Цей азот не бере участі в горінні, а нагрівається всередині топки і виходить через вихлопну систему.
A ПСА кисеньГенератор відокремлює кисень від стисненого повітря за допомогою шарів адсорбенту молекулярного сита. Під час стадії адсорбції молекулярне сито переважно утримує азот, тоді як газ, збагачений киснем, проходить до вихідного отвору продукту. Потім генератор перемикає шари і регенерує насичений адсорбент шляхом зниження тиску. Отриманий потік кисню можна впорскувати в пальники або змішувати з повітрям для горіння перед входом у піч.
Таким чином, практична мета полягає не просто у виробництві кисню у визначеній концентрації. Система повинна подавати контрольований потік кисню в піч, зберігаючи при цьому тиск і склад газу, необхідні пальнику.
Яка чистота кисню зазвичай вважається для скловарних печей?
Для збагаченого киснем спалювання,ПСА кисеньзазвичай постачається в приблизному діапазоні90–95% O₂залежно від конфігурації PSA та застосування печі. Цей діапазон не слід розглядати як універсальний стандарт скляної промисловості, оскільки в різних конструкціях печей використовуються різні композиції окислювачів.
Наприклад, піч, яка використовує кисень лише для збагачення повітря для горіння, може прийняти іншеПСА кисеньконцентрація з киснево-паливної печі, в якій кисень утворює первинний окислювач. Одна і та сама чистота продукту PSA також може створювати різні умови горіння, коли швидкість потоку кисню та витрата палива змінюються.
| Кисневий параметр PSA | Інженерні міркування |
|---|---|
| Концентрація кисню | Визначає частку O₂, що надходить у систему згоряння |
| Потік кисню | Визначає, скільки кисню можна подати до пальників |
| Вихідний тиск | Має відповідати вимогам до кисневих труб, регулюючих клапанів і входу пальника |
| вологість | Впливає на якість газоподібного продукту та стан обладнання, що йде за потоком |
| Забруднення маслом | Необхідно контролювати за допомогою компресора та конструкції фільтрації |
| Забруднення частинками | Потрібна відповідна фільтрація на вході та внизу |
| Варіація навантаження | Визначає потужність генератора та вимоги до буфера |
| Моніторинг кисню | Виявляє відхилення концентрації під час роботи |
Тому для закупівель необхідна специфікація повинна містити обидваконцентрація кисню та здатність доставляти кисень. Показник чистоти без вимоги до потоку не визначає придатний запас кисню.
Як чистота кисню змінює процес горіння в печі?
Концентрація кисню змінює кількість азоту, що надходить у зону горіння. Коли PSA кисень замінює частину повітря для горіння, окислювач містить більше кисню та менше азоту, ніж звичайне повітря.
Тоді пальник печі отримує інший склад газу при тому самому споживаному паливі. Це може змінити температуру полум'я, об'єм полум'я, кількість вихлопних газів і умови теплопередачі. Фактичний ефект залежить від геометрії пальника, типу палива, положення впорскування кисню та робочої температури печі.
Наприклад, якщо PSA кисень впорскується перед повітряно-паливним пальником, кисень змішується з повітрям для горіння, перш ніж досягти зони полум’я. Якщо кисень вводиться через спеціальну кисневу фурму або кисневий пальник, швидкість газу, модель змішування та геометрія полум’я визначаються окремими проходами для кисню та палива.
Ця відмінність важлива, оскільки90% кисню, що подається через одну конфігурацію пальника, не створює таких самих умов печі, як 90% кисню, що подається через іншу конфігурацію.
Які домішки необхідно контролювати в PSA Oxygen?
Кисень PSA утворюється з атмосферного повітря, тому система обробки живильного повітря безпосередньо впливає на стан кисневого продукту. Блок PSA зазвичай отримує стиснене повітря після фільтрації, охолодження та видалення вологи.
Азот є основним компонентом, видаленим молекулярним ситом. Залишковий азот і аргон залишаються в потоці продукту і знижують виміряну концентрацію кисню.
Необхідний залишковий рівень залежить від цільової концентрації кисню та процесу горіння. Аналізатор кисню повинен постійно контролювати концентрацію продукту, а не покладатися лише на вимірювання введення в експлуатацію.
Стиснене повітря містить вологу. Якщо вода досягає адсорбційних шарів у надмірних кількостях, вона може зайняти адсорбційні центри та заважати відокремленню азоту.
Тому секція обробки повітря зазвичай включає додатковий охолоджувач, видалення конденсату, фільтри та відповідну стадію сушіння. Точна вимога до точки роси залежить від адсорбенту PSA та конструкції обладнання.
Масло зі змащеного компресора може потрапити в магістраль стисненого повітря, якщо розділення та фільтрація невідповідні. Забруднення маслом може вплинути на молекулярне сито та кисневе обладнання.
Тому тип компресора, коалесцирующие фільтри, фільтрацію з активованим вугіллям і інтервал технічного обслуговування слід вказувати разом із системою PSA.
Частинки пилу та фільтруючого матеріалу можуть потрапити у клапани та адсорбційні ємності, якщо фільтрація на вході не підтримується. Моніторинг перепаду тиску на фільтрах можна використовувати для визначення завантаження фільтра до того, як воно обмежить подачу повітря.
Які основні компоненти кисневої системи PSA для виробництва скла?
Киснева система PSA не є окремою розділювальною ємністю. Він складається з кількох компонентів, які контролюють обробку живильного повітря, адсорбцію, регенерацію, зберігання кисню та доставку продукту.
Компресор подає атмосферне повітря в систему PSA під тиском, необхідним для циклу адсорбції. Потужність компресора повинна покривати потребу PSA в живильному повітрі за необхідного робочого тиску.
Фільтри, охолоджувачі, сепаратори конденсату та осушувачі видаляють олію, рідку воду та частинки перед тим, як стиснене повітря надходить у адсорбційні ємності.
Адсорбційні ємності містять матеріал молекулярного сита, який переважно адсорбує азот зі стисненого повітря. Збагачений киснем газ проходить через шар у бік продукту.
Автоматичні клапани чергують стадії адсорбції та регенерації між посудинами. Синхронізація клапана визначає цикл PSA і, отже, впливає на відновлення кисню та концентрацію продукту.
Буферний резервуар зберігає кисень продукту та зменшує короткочасні коливання тиску та потоку між генератором PSA та піччю.
Аналізатор кисню вимірює концентрацію продукту-газу. Система керування може генерувати сигнал тривоги або змінювати умови роботи, коли концентрація кисню виходить за межі зазначеного діапазону.
Регулятори, контрольні клапани, датчики тиску та витратоміри контролюють подачу кисню від генератора до системи розподілу печі.
Як подача кисню PSA підключається до скловарної печі?
Шлях подачі кисню зазвичай має таку послідовність:
Атмосферне повітря → компресор → фільтрація та осушення → адсорбційні шари PSA → кисневий буфер → аналізатор кисню → регулювання тиску → контроль потоку → пальник/система впорскування кисню → скловарна піч
Кожна секція виконує різні інженерні функції.
Компресор створює тиск живильного повітря. Попередня обробка видаляє забруднення. Шар PSA відокремлює азот від кисню. Буферна ємність стабілізує короткострокові зміни попиту. Аналізатор перевіряє концентрацію кисню. Регулятори тиску та потоку потім подають газ у піч у необхідних робочих умовах.
Кисневий трубопровід також має бути розроблений відповідно до фактичної швидкості потоку та падіння тиску. Діаметр труби, розмір клапана, фітинги та потужність регулятора не слід вибирати лише відповідно до вихідного з’єднання PSA.
Як виробники скла повинні визначати необхідну місткість кисню PSA?
Потужність слід розраховувати на основі нормальної та пікової потреби печі в кисні.
Практичний розрахунок повинен враховувати:
кількість пальників × потреба в кисні на пальник × робоче навантаження × коефіцієнт пікового споживання
Розрахунок також повинен враховувати зміни виробництва. Піч може працювати з однією потребою в кисні під час нормального плавлення та вимагати іншого потоку під час запуску, зміни продуктивності, регулювання пальника або операції збагачення киснем.
Якщо генератор PSA має розмір лише відповідно до середнього споживання, концентрація кисню в продукті або вихідний тиск можуть впасти, коли піч досягне пікового попиту.
Буферний резервуар може зменшити короткочасні коливання, але він не може нескінченно компенсувати недостатній генератор PSA. Таким чином, потужність генератора повинна відповідати безперервній потребі в кисні, тоді як обсяг накопичувача справляється з короткочасними змінами.
Що потрібно перевірити покупцям перед замовленням генератора кисню PSA для скла?
Технічна специфікація закупівлі повинна містити таку інформацію:
| Пункт закупівлі | Інформація для підтвердження |
|---|---|
| Тип печі | Регенеративна, рекуперативна, киснево-паливна або інша конфігурація |
| Швидкість виробництва скла | Нормальне та пікове виробництво |
| Чистота кисню | Необхідна концентрація O₂ і толерантність |
| Ємність по кисню | Нормальний і максимальний Нм³/год |
| Тиск кисню | Вимоги до вихідного отвору генератора та входу до печі |
| паливо | Природний газ, LPG, нафта або інше паливо |
| Конфігурація пальника | Повітряно-паливна, збагачена киснем, киснево-паливна або змішана компонування |
| Ін'єкція кисню | Головний окисник, лінія збагачення, фурма або пальник |
| Якість живильного повітря | Обмеження нафти, води, частинок і точки роси |
| Обсяг буфера | Необхідний для поглинання короткострокових змін попиту |
| Моніторинг | Концентрація кисню, тиск, витрата та сигнали тривоги |
| Умови монтажу | Температура навколишнього середовища, вентиляція, доступна площа підлоги та комунікації |
| Технічне обслуговування | Заміна фільтра, перевірка клапана, калібрування аналізатора та обслуговування адсорбенту |
Оператор печі повинен забезпечити ці умови до визначення розміру генератора кисню PSA. В іншому випадку постачальник може вибрати обладнання лише на основі номінальної чистоти кисню та розрахункової витрати, які можуть не відображати фактичне навантаження печі.
Чому варто вибрати NEWTEK для виробництва кисневих генераторів PSA?
НЬЮТЕКрозробляє та постачає на місці газогенераторне обладнання, в т.чГенератори кисню PSA, Генератори азоту PSA, Модульні кисневі установки. Ця лінійка продуктів дозволяє вибрати конфігурацію газогенератора відповідно до необхідної потужності, місця установки, тиску газу та умов експлуатації.
компанії NEWTEKпроектний процес охоплює технологічні дослідження, інженерний дизайн, виготовлення пристрою, випробування встановлення та післяпродажне обслуговування. Під час конфігурації обладнання ємність кисню, чистота, тиск нагнітання, температура на місці, вологість та електричні умови можуть розглядатися разом із проектом системи PSA. Опублікований діапазон його генератора кисню становить 1–300 Нм³/год, із зазначеною чистотою кисню 93%±3%, регульованим тиском кисню 0,01–0,5 МПа та точкою роси кисню від -40 градусів до -75 градусів атмосферної точки роси.
Для виробництва та постачання NEWTEK поєднує обладнання для адсорбції PSA з обробкою повітря, автоматичним перемиканням клапанів, моніторингом кисню, контролем тиску та функціями системного зв’язку. Варіанти зв’язку Modbus, Profibus Fieldbus і Ethernet доступні для підключення газогенераційного обладнання до систем моніторингу та управління установкою.
