VPSA 대 PSA: 산소 발생의 다른 가스 분리 기술

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13/09/2021

우리 주변의 대기 중에서 공기가 자연적으로 발생하는 만큼, 개별 가스 분리 정상적인 공기에 대해 이야기하면 존재하는 것이 쉽지 않습니다. 동시에 이러한 개별 가스는 일상 생활에 영향을 미치는 여러 응용 분야에서 매우 중요합니다. 이는 이유 최첨단 기술 VPSA 및 PSA와 같은 화합물은 가장 순수한 형태의 화합물에서 산소와 같은 중요한 가스를 추출하는 데 도움을 주기 위해 개발되었습니다.

우리는 VPSA와 PSA가 무엇인지, 각각이 어떻게 작동하는지, 각각의 장점과 단점, 그리고 현대 세계에서 사용되는 많은 응용 프로그램을 살펴볼 것입니다. 이 두 가지가 어떻게 작동하는지 항상 궁금했다면 제대로 찾아오셨습니다.

VSA

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VPSA는 진공 압력 스윙 흡착, 산업적 수준의 산소발생장치에 사용되는 기술입니다. VPSA 기술은 리튬 기반 분 자체 그리고 공기 혼합물에 존재하는 이산화탄소, 질소 및 물과 같은 불순물을 흡수하여 산소가 남아 있는 것에 축적되도록 하는 다수의 특수 건조제. 순도 수준이 95%에 달하는 매우 효율적인 순수 산소를 얻는 방법입니다. 의료용 산소 및 기타 중요한 응용 분야에 필요한 수준입니다.

작동 원리

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VPSA 산소 생산의 기본 설정은 그렇게 복잡하지 않습니다. 그것은 마지막에 생성되는 산소가 최고 품질임을 보장하기 위해 서로 함께 작동하는 여러 구조와 장비로 구성됩니다. 이 프로세스와 관련된 이러한 다양한 구조는 다음과 같습니다.

송풍기

설정을 제공하는 진공 펌프에 연결된 송풍기가 있습니다. 원시 공기, 전체 시스템을 통해 공급합니다. 시스템에 공기를 공급하는 압력은 이것이 성공하려면 전체 설정의 요구 사항을 충족하도록 보정되어야 합니다. 진공 펌프의 주요 기능은 전체 시스템을 분석하는 것과 동시에 전체 설정을 유휴 진공 상태로 유지하여 VPSA 기계가 생산하는 동안 다른 가스를 흡수할 수 있는 적절한 조건을 만드는 것입니다. 순수한 산소.

쿨러

VPSA 공정에는 높은 온도와 압력이 수반됩니다. 이는 최종 제품의 품질에 영향을 미칠 수 있으며 온도와 압력을 조절하는 메커니즘이 있어야 합니다. 이것은 쿨러 형태로 제공됩니다. 그것은 수성이며 송풍기에서 받은 공기는 냉각기를 통과하여 온도와 압력이 크게 감소하여 원치 않는 가스 및 기타 화합물의 흡착을 향상시킵니다.

흡착 시스템

이것은 전체 시스템의 주요 부분입니다. 그것은 일반적으로 두 개의 타워와 제올라이트 분자체로 충분히 무장 한 밸브로 가득 찬 파이프 라인으로 구성됩니다. 활성 알루미나 주요 흡착제 역할을 합니다. 여기에서 첫 번째 타워로 들어오는 저온 및 고압의 압축 공기가 도착하면서 상황이 시작됩니다. 이 공기는 수증기, 질소, 이산화탄소 및 기타 물질이 흡착되는 파이프라인의 흡착제 물질 위로 흐릅니다.

남은 것은 주로 산소이며, 이는 흡착탑 상단에 위치한 흡착베드를 통해 포집되어 가스로 배출됩니다. 동시에 이 모든 것이 첫 번째 탑에서 일어나는 동안 분자체의 재생이 일어나는 두 번째 탑이 있습니다. 체가 흡착 포화 및 한계에 도달하려고 할 때마다 저온 및 고압의 공기 흐름이 두 번째 탑으로 주입되어 더 많은 흡착이 일어나고 산소가 생성됩니다.

이것이 이 두 탑이 순수한 산소를 생산할 수 있는 방법입니다. 그들은 한 타워에서 원치 않는 가스를 제거하고 다음 타워에서 순수하고 깨끗한 산소를 수집하여 서로 매끄럽게 결합합니다.

산소 버퍼 탱크

전 과정을 거쳐 수확된 최종 산소의 저장고 역할을 하는 탱크입니다. 질소와 이산화탄소가 다시 유입될 수 있는 일반 공기와의 혼합을 막기 위해 잘 고정되어야 합니다. 탱크의 크기는 작업 규모에 따라 다릅니다. 전체 CPSA 설정이 훨씬 더 크거나 그 반대의 경우도 훨씬 더 큽니다.

제어 시스템

이것은 이 전체 설정의 모든 측면을 제어하기 위해 특별히 만들어진 프로그램을 실행하는 제어 센터입니다. 이것은 일반적으로 PLC 컨트롤러에 설치되는 미리 작성된 밸브 제어 프로그램이며 주로 전체 파이프라인의 모든 단일 공압 밸브의 닫힘 및 열림을 조정합니다. 이는 체의 흡착 및 재생이 중단 없이 효율적으로 일어나기 위해 필요합니다. 시스템이 수동이라면 사람의 실수 가능성이 증가하고 생산 시간에 영향을 미치고 오염이 발생할 가능성이 증가하므로 이것은 불가능합니다.

VPSA의 이점

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다른 프로세스나 기술에 비해 VPSA를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 이러한 이점은 VPSA를 처리하는 많은 제조업체에서 VPSA를 매우 선호하는 이유 중 일부입니다. 공기 정화. 이 시스템을 사용하는 가장 주목할만한 장점은 다음과 같습니다.

오일이 없는 송풍기를 사용하므로 처리 중인 산소를 오염시키는 오일 윤활 송풍기에 영향을 미치는 매우 일반적이고 성가신 결함인 오일 이월 가능성이 줄어듭니다.
더 낮은 압력을 사용하므로 수분 보유 및 응축 가능성이 크게 최소화됩니다. 이렇게 하면 정제되는 제품에 수분이 거의 없습니다.
밸브와 매니폴드의 사용이 적고, 이는 한 탱크에서 다른 탱크로 가스와 액체를 훨씬 더 빠르게 이동시켜 시간과 에너지를 모두 절약할 수 있습니다. 이는 대부분의 다른 옵션이 제공할 수 없는 것입니다.
시스템은 다른 시스템에 비해 습기에 취약하지 않습니다. 따라서 처리할 수 있는 모든 기체 또는 액체의 최고 순도를 처리하려는 경우 이상적인 옵션입니다.
그것은 많은 양의 산소를 낭비하지 않고 가장 순수한 형태의 산소 중 하나를 생성합니다. 그만큼 활성화된 분자체 VPSA 시스템에 사용된 시스템은 매우 효율적이며 포화 한계에 도달하면 시스템이 재생도 처리하므로 중단 없이 공기 청소가 계속됩니다.
낮은 작동 압력은 또한 체 먼지를 최소화하는 데 도움이 됩니다. 이것은 체가 공기에서 질소를 제거하는 상황입니다. 이 낮은 압력은 매우 큰 방식으로 운영 비용을 낮추며 이는 대규모 작업을 다루는 사람이라면 누구나 큰 혜택을 볼 수 있는 것입니다.
VPSA 시스템은 낮은 에너지 비용과 서로 효율적으로 작동하는 여러 부품의 조합으로 인해 훨씬 더 오래 지속됩니다. 이렇게 하면 각 구성 요소의 부담이 줄어들어 전체 시스템을 유연하게 실행할 수 있으므로 사용 가능한 다른 시스템에 비해 수명이 조금 더 늘어납니다.
제조업체가 원하는 품질의 산소 순도를 얻는 데 빠른 시작 시간은 단 5분이면 됩니다. 특정 시간의 산소 요구량에 따라 스위치를 켜고 끌 수 있습니다.

VPSA 시스템의 응용

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이렇게 믿을 수 있는 생산 고품질 산소 및 기타 구성 요소, VPSA 시스템은 여러 주요 산업에서 채택되었으며 다음을 포함하는 다양한 응용 프로그램에서 사용됩니다.

화학 산업에서 산화 반응과 다른 어떤 것보다 더 뜨겁게 타는 순수한 산소가 공급될 때 일반적으로 더 잘 작동하는 소각로의 가동을 위해.
용융점이 매우 높은 금속을 녹일 수 있을 만큼 뜨거운 용광로를 가동하기 위해 고온에 의존하는 야금 산업.
다른 제품 중에서 책을 만드는 데 사용되는 모든 종이 제품의 제조에 관여하는 펄프 및 제지 공장에서 종이의 탈리그닌화 및 산소 표백용.
물 및 폐기물 관리 프로세스에서 황화수소와 같은 독성 가스를 제거해야 하며, 이는 열린 공간에 엄청난 양으로 축적되면 환경에 유독할 수 있습니다.
전 세계 다양한 제조 부문에서 사용되는 산소 연료 버너 및 오존 가스 생성용.
금 정제 또는 농축 및 기타 용도를 위한 우라늄 회수와 같은 공정을 위한 광업.
유리 및 제철소에서 원자재를 다른 제조 단계에서 다루기 쉬운 가단성 형태로 전환할 때 열의 사용이 매우 필요합니다.

PSA

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PSA는 Pressure Swing Absorption의 약자로 새로운 가스 발생 기술 인기 있는 VPSA에 대한 대안을 제공하기 위해 만들어졌습니다. 또한 크기에 따라 가스 분자를 걸러내는 체 역할을 하는 흡착제 재료를 사용합니다.

이 공정은 천연 공기를 원료로 사용하며 산소로부터 분리하는 데 필요한 가스를 흡착하는 고효율 및 선택성에 의존합니다. 이 공정에 사용되는 제올라이트 분자체는 VPSA의 분자체와 크게 다르지 않다. 그러나 이 상황에서 분자체는 존재하는 기공의 크기에 따라 기체 분자를 흡착합니다.

기본적으로, 구멍을 통해 들어갈 만큼 충분히 작은 분자는 모두 장식되고 가장 큰 분자는 반발됩니다. 이것은 이 과정을 통해 가스를 분리하는 것이 매우 효율적이라는 것을 의미하며, 마지막에 에너지가 풍부한 산소를 얻을 수 있는 방법 중 하나입니다.

VPSA와 마찬가지로 종자의 흡착 용량이 한계에 도달하고 적절한 양의 순수한 산소가 수확될 때까지 공정이 계속 진행되도록 재생이 시작됩니다. 이것은 압력을 감소시켜 질소 흡착 속도를 증가시키고 쉽게 수집할 수 있도록 순수한 산소를 남김으로써 이루어집니다.