Planta VPSA O2

Capacidad de producción:
1,000Nm³/h a 80,000Nm³/h, equivalente a aproximadamente 34 TPD a 2700 TPD de oxígeno líquido.

La adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA) es una tecnología de separación de gases altamente eficiente que utiliza las características de adsorción selectiva de adsorbentes específicos para diferentes moléculas de gas para lograr la separación de los componentes del gas. Basado en este principio avanzado, el sistema VPSA-O2 utiliza adsorbentes especiales para extraer y concentrar oxígeno del aire, asegurando que los usuarios obtengan un suministro de oxígeno de alta pureza. Esta tecnología tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, un funcionamiento sencillo y un bajo coste de mantenimiento, y es adecuada para aplicaciones de producción de oxígeno a gran escala.

Selección y diseño de torre de adsorción.

La torre de adsorción es un equipo muy importante en el dispositivo de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión al vacío. El diseño estructural de la torre de adsorción afectará el efecto de uso del tamiz molecular y luego afectará la estabilidad de la producción y la pureza del producto.

Estructura de torre axial

En general, para los dispositivos de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión al vacío con una capacidad de menos de 2000 Nm3/h, en la industria se adopta un método de separación de gas con estructura de torre axial, como se muestra en la Figura 1. El aire bruto ingresa a la torre de adsorción desde la parte inferior. de la torre de adsorción, y después de la separación por el adsorbente, el oxígeno fluye desde la parte superior de la torre de adsorción. La torre axial tiene una estructura simple, empaque conveniente, bajo costo de fabricación, pequeño desgaste mecánico del adsorbente en el lecho y puede funcionar a alta temperatura y alta presión; las desventajas son una mala distribución del flujo de aire, un gran espacio muerto, una gran resistencia de la cama y un gran espacio en el piso.

Estructura de torre radial

En general, para los dispositivos de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión al vacío con una capacidad de más de 2000 Nm3/h, en la industria se adoptan torres de adsorción radiales. La torre de adsorción de flujo radial vertical consta de una carcasa exterior, tres cilindros intermedios con aberturas especiales y un tubo central.

El aire bruto ingresa desde la parte inferior de la torre de adsorción, ingresa al espacio anular más externo a través del distribuidor de gas y luego pasa a través de la capa de adsorción 13X. Una vez absorbida la humedad del aire, ingresa a la capa de adsorción del tamiz molecular. Después de que se adsorbe el nitrógeno en el aire, el oxígeno sale desde la parte superior después de pasar a través de la malla de alambre del tubo central.
Durante la desorción, el nitrógeno pasa a través del tubo central, la capa de tamiz molecular y la capa 13X y se descarga desde el fondo de la torre de adsorción.

En comparación con la torre de adsorción axial, la torre de adsorción de flujo radial vertical tiene las siguientes ventajas: distribución uniforme del flujo de aire, pequeña resistencia del lecho, pequeño espacio muerto, gran área de contacto instantáneo entre el tamiz molecular y el gas, mayor utilización del tamiz molecular, tamaño reducido y menor consumo de energía.

Selección de adsorbente

El adsorbente es el núcleo del dispositivo de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión. El adsorbente con excelente rendimiento es la clave para determinar si el dispositivo de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión cumple con los indicadores de evaluación. Generalmente, los adsorbentes que se llenan en la torre de adsorción axial son alúmina activada y tamiz molecular de litio, y los que se llenan en la torre de adsorción radial son tamiz molecular 13X y tamiz molecular de litio.

alúmina activada

La alúmina activada es un material sólido poroso, altamente disperso con una gran superficie, una especificación de Φ3~5 mm, esférico, resistente al desgaste, resistente al aplastamiento y no tóxico. Las propiedades físicas y químicas son extremadamente estables y no reacciona químicamente con casi todos los gases y líquidos corrosivos. La alúmina activada se rellena en el fondo de la torre de adsorción y se utiliza principalmente para eliminar la humedad de la fuente de gas.

tamiz molecular 13X
El tamiz molecular 13X es un aluminosilicato de tipo sodio con propiedades físicas y químicas estables, una especificación de Φ1,6~2 mm y una forma esférica. El tamiz molecular 13X se coloca en la torre de adsorción y se utiliza principalmente para eliminar la humedad de la fuente de gas.

Tamiz molecular de litio

En la actualidad, el tamiz molecular utilizado para la producción industrial de oxígeno es el tamiz molecular de litio. Esto se debe a que Li+ es el ion metálico con el radio más pequeño, tiene una alta densidad de carga y una alta polarizabilidad, y tiene una interacción más fuerte con el N2. El tamiz molecular de litio no solo tiene una superficie específica desarrollada, sino que también tiene una distribución de poros muy uniforme. Tiene una alta capacidad de adsorción de nitrógeno en condiciones de baja presión, velocidad de adsorción rápida, fuerte selectividad, alta resistencia y baja tasa de desgaste. El tamiz molecular de litio se carga en la torre de adsorción para adsorber nitrógeno en la fuente de gas.

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