Usine VPSA O2

Capacité de production :
1,000Nm³/h à 80,000Nm³/h, ce qui équivaut à environ 34 TPD à 2 700 TPD d'oxygène liquide.

L'adsorption modulée en pression sous vide (VPSA) est une technologie de séparation de gaz très efficace qui utilise les caractéristiques d'adsorption sélective d'adsorbants spécifiques pour différentes molécules de gaz afin de réaliser la séparation des composants gazeux. Basé sur ce principe avancé, le système VPSA-O2 utilise des adsorbants spéciaux pour extraire et concentrer l'oxygène de l'air, garantissant ainsi aux utilisateurs un approvisionnement en oxygène de haute pureté. Cette technologie présente les avantages d'une faible consommation d'énergie, d'un fonctionnement simple et d'un faible coût de maintenance, et convient aux applications de production d'oxygène à grande échelle.

Sélection et conception de la tour d'adsorption

La tour d'adsorption est un équipement très important dans le dispositif de production d'oxygène par adsorption modulée en pression sous vide. La conception structurelle de la tour d'adsorption affectera l'effet d'utilisation du tamis moléculaire, puis affectera la stabilité du rendement et de la pureté du produit.

Structure de tour axiale

En général, pour les dispositifs de production d'oxygène par adsorption modulée en pression sous vide d'une capacité inférieure à 2 000 Nm3/h, une méthode de séparation des gaz à structure de tour axiale est adoptée dans l'industrie, comme le montre la figure 1. L'air brut pénètre dans la tour d'adsorption par le bas. de la tour d'adsorption, et après séparation par l'adsorbant, l'oxygène s'écoule du haut de la tour d'adsorption. La tour axiale a une structure simple, un emballage pratique, un faible coût de fabrication, une faible usure mécanique de l'adsorbant dans le lit et peut fonctionner à haute température et haute pression ; les inconvénients sont une mauvaise répartition du flux d'air, un grand espace mort, une grande résistance du lit et un grand espace au sol.

Structure de tour radiale

En général, pour les dispositifs de production d'oxygène par adsorption modulée en pression sous vide d'une capacité supérieure à 2 000 Nm3/h, des tours d'adsorption radiales sont adoptées dans l'industrie. La tour d'adsorption à flux radial vertical se compose d'une coque extérieure, de trois cylindres intermédiaires avec des ouvertures spéciales et d'un tube central.

L'air brut entre par le bas de la tour d'adsorption, pénètre dans l'espace annulaire le plus externe à travers le distributeur de gaz, puis traverse la couche d'adsorption 13X. Une fois l’humidité de l’air adsorbée, elle pénètre dans la couche d’adsorption du tamis moléculaire. Une fois l’azote de l’air adsorbé, l’oxygène s’écoule par le haut après avoir traversé le treillis métallique du tube central.
Lors de la désorption, l'azote traverse le tube central, la couche de tamis moléculaire et la couche 13X et est évacué par le bas de la tour d'adsorption.

Par rapport à la tour d'adsorption axiale, la tour d'adsorption à flux radial vertical présente les avantages suivants : distribution uniforme du flux d'air, faible résistance du lit, petit espace mort, grande zone de contact instantanée entre le tamis moléculaire et le gaz, utilisation plus élevée du tamis moléculaire, faible encombrement et faible consommation d'énergie.

Sélection d'adsorbant

L'adsorbant est le cœur du dispositif de production d'oxygène par adsorption modulée en pression. L'adsorbant avec d'excellentes performances est la clé pour déterminer si le dispositif de production d'oxygène par adsorption modulée en pression répond aux indicateurs d'évaluation. Généralement, les adsorbants remplis dans la tour d'adsorption axiale sont de l'alumine activée et un tamis moléculaire au lithium, et ceux remplis dans la tour d'adsorption radiale sont un tamis moléculaire 13X et un tamis moléculaire au lithium.

Alumine activée

L'alumine activée est un matériau solide poreux et hautement dispersé avec une grande surface, une spécification de Φ3 ~ 5 mm, sphérique, résistant à l'usure, à l'écrasement et non toxique. Les propriétés physiques et chimiques sont extrêmement stables et il ne réagit pas chimiquement à presque tous les gaz et liquides corrosifs. L'alumine activée est remplie au bas de la tour d'adsorption et est principalement utilisée pour éliminer l'humidité de la source de gaz.

Tamis moléculaire 13X
Le tamis moléculaire 13X est un aluminosilicate de type sodium avec des propriétés physiques et chimiques stables, une spécification de Φ1,6 ~ 2 mm et une forme sphérique. Le tamis moléculaire 13X est rempli dans la tour d'adsorption et est principalement utilisé pour éliminer l'humidité de la source de gaz.

Tamis moléculaire au lithium

À l'heure actuelle, le tamis moléculaire utilisé pour la production industrielle d'oxygène est le tamis moléculaire au lithium. En effet, Li+ est l’ion métallique ayant le plus petit rayon, possède une densité de charge élevée et une polarisabilité élevée, et a une interaction plus forte avec N2. Le tamis moléculaire au lithium présente non seulement une surface spécifique développée, mais également une répartition des pores très uniforme. Il a une capacité d'adsorption élevée pour l'azote dans des conditions de basse pression, une vitesse d'adsorption rapide, une forte sélectivité, une résistance élevée et un faible taux d'usure. Un tamis moléculaire au lithium est chargé dans la tour d'adsorption pour adsorber l'azote présent dans la source de gaz.

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