PSA deguonisnaudojamas stiklo gamyboje, paprastai apibūdinamas pagal deguonies koncentraciją, srautą, išėjimo slėgį, drėgmės kiekį ir teršalų ribas, o ne vien grynumą. Deguonies prisodrinto stiklo krosnyje paprastai laikoma deguonies koncentracija apie 90–95%, tačiau reikalinga vertė priklauso nuo degiklio išdėstymo, kuro, krosnies temperatūros, deguonies įpurškimo greičio ir nuo to, ar deguonis sumaišomas su degimo oru, ar tiekiamas kaip pagrindinis oksidantas. Todėl pirkimo specifikacijoje deguonies grynumas turėtų būti susietas su faktinėmis krosnies veikimo sąlygomis, o ne pasirinkus didžiausią turimą koncentraciją.
Kodėl stiklo gamyboje naudojamas PSA deguonis?
Stiklo krosnis degina kurą degimo kameroje, kad šiluma būtų perduota stiklo paketui ir išlydytam stiklui. Tiekiant degimo orą, azotas kartu su deguonimi patenka į krosnį, nes atmosferos ore yra didelė azoto frakcija. Šis azotas nedalyvauja degimo procese, o kaitinamas krosnies viduje ir išeina per išmetimo sistemą.
A PSA deguonisgeneratorius atskiria deguonį nuo suspausto oro, naudodamas molekulinio sieto adsorbento sluoksnius. Adsorbcijos etape molekulinis sietas pirmiausia išlaiko azotą, o deguonimi prisodrintos dujos patenka į produkto išleidimo angą. Tada generatorius perjungia lovas ir sumažindamas slėgį regeneruoja prisotintą adsorbentą. Gautas deguonies srautas gali būti įpurškiamas į degiklius arba sumaišomas su degimo oru prieš patenkant į krosnį.
Todėl praktinis tikslas nėra tiesiog gaminti tam tikros koncentracijos deguonį. Sistema turi tiekti kontroliuojamą deguonies srautą į krosnį, išlaikant degikliui reikalingą slėgį ir dujų sudėtį.
Koks deguonies grynumas paprastai laikomas stiklo krosnyse?
Deguonies prisodrintam degimui,PSA deguonispaprastai tiekiamas apytiksliai90–95% O₂, priklausomai nuo PSA konfigūracijos ir krosnies taikymo. Šis diapazonas neturėtų būti traktuojamas kaip universalus stiklo pramonės standartas, nes skirtingose krosnies konstrukcijose naudojamos skirtingos oksidatorių kompozicijos.
Pavyzdžiui, krosnis, kurioje deguonis naudojamas tik degimo orui praturtinti, gali priimti kitokįPSA deguoniskoncentracijos iš deguonies kuro krosnies, kurioje deguonis yra pagrindinis oksidatorius. Tas pats PSA produkto grynumas taip pat gali sukelti skirtingas degimo sąlygas, kai keičiamas deguonies srautas ir degalų srautas.
| PSA deguonies parametras | Inžinerinis svarstymas |
|---|---|
| Deguonies koncentracija | Apibrėžia O₂ frakciją, patenkančią į degimo sistemą |
| Deguonies srautas | Nustato, kiek deguonies gali būti tiekiama į degiklius |
| Išėjimo slėgis | Turi atitikti deguonies vamzdyno, valdymo vožtuvų ir degiklio įleidimo angos reikalavimus |
| Drėgmė | Įtakoja produkto-dujų kokybę ir tolesnės įrangos sąlygas |
| Aliejaus užterštumas | Turi būti valdomas kompresoriaus ir filtravimo konstrukcijos |
| Dalelių užterštumas | Reikalingas tinkamas įėjimo ir pasrovinio filtravimas |
| Apkrovos variacija | Nustato generatoriaus galingumą ir buferio reikalavimus |
| Deguonies stebėjimas | Aptinka koncentracijos nukrypimus veikimo metu |
Todėl pirkimo specifikacijoje turi būti nurodytos abideguonies koncentracija ir deguonies tiekimo pajėgumas. Grynumo rodiklis be srauto reikalavimo neapibrėžia naudojamo deguonies tiekimo.
Kaip deguonies grynumas keičia krosnies degimą?
Deguonies koncentracija keičia į degimo zoną patenkančio azoto kiekį. Kai PSA deguonis pakeičia dalį degimo oro, oksidatoriuje yra daugiau deguonies ir mažiau azoto nei įprastame ore.
Tada krosnies degiklis gauna kitokios sudėties dujas, kai tiekiamas tas pats kuras. Tai gali pakeisti liepsnos temperatūrą, liepsnos tūrį, išmetamųjų dujų kiekį ir šilumos perdavimo sąlygas. Faktinis poveikis priklauso nuo degiklio geometrijos, kuro tipo, deguonies įpurškimo padėties ir krosnies darbinės temperatūros.
Pavyzdžiui, jei PSA deguonis įpurškiamas prieš oro ir kuro degiklį, deguonis susimaišo su degimo oru prieš pasiekdamas liepsnos zoną. Jei deguonis įvedamas per tam skirtą deguonies pistoletą arba deguonies degiklį, dujų greitis, maišymosi schema ir liepsnos geometrija nustatomi pagal atskirus deguonies ir kuro kanalus.
Šis skirtumas yra svarbus, nes90 % deguonies tiekiamas per vieną degiklio konfigūraciją nesukuria tokios pat krosnies būklės kaip 90 % deguonies tiekiamas per kitą konfigūraciją.
Kokias priemaišas reikia kontroliuoti PSA deguonimi?
PSA deguonis susidaro iš atmosferos oro, todėl tiekimo-oro valymo sistema tiesiogiai veikia deguonies produkto būklę. PSA įrenginys paprastai gauna suslėgtą orą po filtravimo, aušinimo ir drėgmės pašalinimo.
Azotas yra pagrindinis komponentas, kurį pašalina molekulinis sietas. Likęs azotas ir argonas lieka produkto sraute ir sumažina išmatuotą deguonies koncentraciją.
Reikalingas likutinis lygis priklauso nuo tikslinės deguonies koncentracijos ir degimo proceso. Deguonies analizatorius turėtų nuolat stebėti produkto koncentraciją, o ne pasikliauti tik paleidimo matavimais.
Suslėgtame ore yra drėgmės. Jei vanduo patenka į adsorbcijos sluoksnius per didelius kiekius, jis gali užimti adsorbcijos vietas ir trukdyti azoto atskyrimui.
Todėl oro apdorojimo sekcija paprastai apima papildomą aušintuvą, kondensato šalinimą, filtrus ir tinkamą džiovinimo stadiją. Tikslus rasos taško reikalavimas priklauso nuo PSA adsorbento ir įrangos konstrukcijos.
Alyva iš sutepto kompresoriaus gali patekti į suspausto oro liniją, jei atskyrimas ir filtravimas yra netinkami. Aliejaus užterštumas gali paveikti molekulinį sietą ir deguonies įrangą.
Todėl kartu su PSA sistema turėtų būti nurodytas kompresoriaus tipas, koalesciniai filtrai, aktyvintos anglies filtravimas ir priežiūros intervalas.
Dulkės ir filtravimo medžiagos dalelės gali patekti į vožtuvus ir adsorbcijos indus, jei nepalaikomas įėjimo filtravimas. Slėgio skirtumo stebėjimas tarp filtrų gali būti naudojamas norint nustatyti filtro apkrovą, kol ji neapriboja oro tiekimo.
Kokie yra pagrindiniai stiklo gamybos PSA deguonies sistemos komponentai?
PSA deguonies sistema nėra atskiras indas. Jį sudaro keli komponentai, kurie kontroliuoja tiekiamo oro apdorojimą, adsorbciją, regeneraciją, deguonies saugojimą ir produktų tiekimą.
Kompresorius tiekia atmosferinį orą į PSA sistemą tokiu slėgiu, koks reikalingas adsorbcijos ciklui. Kompresoriaus galia turi patenkinti PSA tiekiamo oro poreikį esant reikiamam darbiniam slėgiui.
Filtrai, aušintuvai, kondensato separatoriai ir džiovintuvai pašalina alyvą, skystą vandenį ir daleles prieš suslėgtam orui patenkant į adsorbcijos indus.
Adsorbcijos induose yra molekulinio sieto medžiaga, kuri pirmiausia adsorbuoja azotą iš suspausto oro. Deguonies prisodrintos dujos praeina per sluoksnį link produkto pusės.
Automatiniai vožtuvai keičia adsorbcijos ir regeneracijos etapus tarp indų. Vožtuvo laikas lemia PSA ciklą, todėl turi įtakos deguonies atgavimui ir produkto koncentracijai.
Buferinis bakas kaupia produkto deguonį ir sumažina trumpalaikius slėgio ir srauto svyravimus tarp PSA generatoriaus ir krosnies.
Deguonies analizatorius matuoja produkto ir dujų koncentraciją. Valdymo sistema gali generuoti aliarmą arba pakeisti veikimo sąlygas, kai deguonies koncentracija nukrenta už nurodyto diapazono.
Reguliatoriai, valdymo vožtuvai, slėgio siųstuvai ir srauto matuokliai kontroliuoja deguonies tiekimą iš generatoriaus į krosnies paskirstymo sistemą.
Kaip PSA deguonies tiekimas jungiasi prie stiklo krosnies?
Deguonies tiekimo būdas paprastai seka seka, panašia į:
Atmosferos oras → kompresorius → filtravimas ir džiovinimas → PSA adsorbcijos sluoksniai → deguonies buferis → deguonies analizatorius → slėgio reguliavimas → srauto valdymas → degiklis/deguonies įpurškimo sistema → stiklo krosnis
Kiekviena sekcija atlieka skirtingą inžinerinę funkciją.
Kompresorius nustato tiekiamo oro slėgį. Pirminis apdorojimas pašalina teršalus. PSA sluoksniai atskiria azotą nuo deguonies. Buferinis bakas stabilizuoja trumpalaikius paklausos pokyčius. Analizatorius tikrina deguonies koncentraciją. Tada slėgio ir srauto valdikliai tiekia dujas į krosnį reikiamomis veikimo sąlygomis.
Deguonies vamzdynas taip pat turėtų būti suprojektuotas pagal faktinį srautą ir slėgio kritimą. Vamzdžio skersmuo, vožtuvo dydis, jungiamosios detalės ir reguliatoriaus talpa neturėtų būti parenkami tik pagal PSA išėjimo jungtį.
Kaip stiklo gamintojai turėtų nustatyti reikiamą PSA deguonies talpą?
Talpa turėtų būti skaičiuojama pagal įprastą ir didžiausią krosnies deguonies poreikį.
Praktiškai apskaičiuojant reikėtų atsižvelgti į:
degiklių skaičius × deguonies poreikis vienam degikliui × darbinė apkrova × didžiausios paklausos koeficientas
Skaičiuojant taip pat reikėtų atsižvelgti į gamybos pokyčius. Įprasto lydymosi metu krosnis gali veikti esant vienodai deguonies poreikiui, o paleidžiant, keičiant gamybos greitį, reguliuojant degiklį arba prisotinant deguonį, reikalingas skirtingas srautas.
Jei PSA generatorius parinktas tik pagal vidutinį suvartojimą, produkto deguonies koncentracija arba išėjimo slėgis gali sumažėti, kai krosnis pasiekia didžiausią poreikį.
Buferinis bakas gali sumažinti trumpalaikius svyravimus, tačiau jis negali neribotą laiką kompensuoti per mažo PSA generatoriaus. Todėl generatoriaus galia turi atitikti nuolatinį deguonies poreikį, o akumuliacinės talpos talpa prisitaiko prie trumpalaikių pokyčių.
Ką pirkėjai turėtų patikrinti prieš užsakydami PSA deguonies generatorių stiklui?
Į techninę pirkimo specifikaciją turėtų būti įtraukta ši informacija:
| Pirkimo punktas | Informacija, kurią reikia patvirtinti |
|---|---|
| Krosnies tipas | Regeneracinė, rekuperacinė, deguonies kuro ar kita konfigūracija |
| Stiklo gamybos greitis | Normali ir didžiausia gamyba |
| Deguonies grynumas | Reikalinga O₂ koncentracija ir tolerancija |
| Deguonies talpa | Normalus ir maksimalus Nm³/val |
| Deguonies slėgis | Generatoriaus išėjimo ir krosnies įleidimo angos reikalavimai |
| Kuro | Gamtinės dujos, SND, nafta ar kitas kuras |
| Degiklio konfigūracija | Oras-degalai, praturtintas deguonimi, deguonis-kuras arba mišrus išdėstymas |
| Deguonies įpurškimas | Pagrindinis oksidatorius, sodrinimo linija, pistoletas arba degiklio anga |
| Tiekiamo oro kokybė | Naftos, vandens, dalelių ir rasos taško ribos |
| Buferio tūris | Reikalingas trumpalaikiams paklausos pokyčiams absorbuoti |
| Stebėjimas | Deguonies koncentracija, slėgis, srautas ir aliarmai |
| Montavimo sąlygos | Aplinkos temperatūra, vėdinimas, galimas grindų plotas ir komunalinės jungtys |
| Priežiūra | Filtrų keitimas, vožtuvų patikra, analizatoriaus kalibravimas ir adsorbentų aptarnavimas |
Krosnies operatorius turi sudaryti šias sąlygas prieš nustatydamas PSA deguonies generatoriaus dydį. Kitu atveju tiekėjas gali pasirinkti įrangą tik pagal nominalų deguonies grynumą ir apskaičiuotą srautą, kuris gali neatspindėti tikrosios krosnies apkrovos.
Kodėl verta rinktis NEWTEK PSA deguonies generatorių gamybai?
NEWTEKkuria ir tiekia vietoje dujų gamybos įrangą, įskaitantPSA deguonies generatoriai, PSA azoto generatoriai, Modulinės deguonies gamyklos. Šis gaminių asortimentas leidžia pasirinkti dujų generavimo konfigūraciją pagal reikiamą pajėgumą, montavimo erdvę, dujų slėgį ir eksploatavimo sąlygas.
NEWTEKprojekto procesas apima technologijų tyrimus, inžinerinį projektavimą, prietaisų gamybą, montavimo testavimą ir aptarnavimą po pardavimo. Konfigūruojant įrangą, deguonies talpa, grynumas, išleidimo slėgis, vietos temperatūra, drėgmė ir elektros sąlygos gali būti vertinamos kartu su PSA sistemos projektu. Jo paskelbtas deguonies generatoriaus diapazonas yra 1–300 Nm³/h, deguonies grynumas yra 93%±3%, reguliuojamas deguonies slėgis 0,01–0,5 MPa, o deguonies rasos taškas yra nuo -40 laipsnių iki -75 laipsnių atmosferos rasos taško.
Gamybai ir pristatymui NEWTEK sujungia PSA adsorbcijos įrangą su oro apdorojimu, automatiniu vožtuvų perjungimu, deguonies stebėjimu, slėgio valdymu ir sistemos ryšio funkcijomis. Galimos „Modbus“, „Profibus Fieldbus“ ir „Ethernet“ ryšio galimybės, skirtos dujų gamybos įrangai sujungti su gamyklos stebėjimo ir valdymo sistemomis.
