Адсорбционный способ получения кислорода

Промышленный способ получения кислорода

Кислород является одним из наиболее применяемых человечеством газов, он широко используется практически во всех областях нашей жизнедеятельности. Металлургия, химическая промышленность, медицина, народное хозяйство, авиация – вот лишь краткий перечень сфер, где без этого вещества не обойтись.

Получение кислорода осуществляется в соответствии с двумя технологиями: лабораторной и промышленной. Первые методики производства бесцветного газа базируются на химических реакциях. Кислород получают в результате разложения перманганата калия, бертолетовой соли или перекиси водорода в присутствии катализатора. Однако лабораторные методики не могут полностью удовлетворить потребности в этом уникальном химическом элементе.

Второй способ получения кислорода заключается в криогенной ректификации либо с использование адсорбционной или мембранной технологий. Первая методика обеспечивает высокую чистоту продуктов разделения, но имеет более длительный (по сравнению со вторыми методами) пусковой период.

Адсорбционные кислородные установки зарекомендовали себя одними из лучших среди высокопроизводительных систем по изготовлению обогащенного кислородом воздуха. Они дают возможность получать бесцветный газ чистотой до 95% (до 99 % с применением дополнительной ступени очистки). Их использование оправдано в экономическом плане, особенно в ситуациях, когда нет необходимости в кислороде высокой чистоты, за который пришлось бы переплачивать.

Основные характеристики криогенных систем

Вас интересует производство кислорода с чистотой до 99,9 %? Тогда обратите внимание на установки, работающие на основе криогенной технологии. Достоинства систем для производства кислорода высокой чистоты:

• длительный ресурс работы установки;
• высокая производительность;
• возможность получать кислород чистотой от 95 до 99,9 %.

Но из-за больших габаритов криогенных систем, невозможности быстрого запуска и остановки и др. факторов использование криогенного оборудования далеко не всегда является целесообразным.

Принцип действия адсорбционных установок

Схему работы кислородных систем с использованием адсорбционной технологии можно представить следующим образом:

• сжатый воздух движется в ресивер, в систему воздухоподготовки для избавления от механических примесей и фильтрации от капельной влаги;
• очищенный воздух направляется в адсорбционный воздухоразделительный блок, в состав которого входят адсорберы с адсорбентом;
• во время работы адсорберы находятся в двух состояниях — поглощения и регенерации; на стадии поглощения кислород поступает в кислородный ресивер, а азот на стадии генерации отводится в атмосферу; после чего кислород направляется потребителю;
• в случае необходимости давление газа может быть увеличено с помощью дожимного кислородного компрессора с последующей заправкой в баллоны.

Адсорбционные комплексы отличаются высоким уровнем надежности, полной автоматизацией, простотой в обслуживании, небольшими габаритами и весом.

Достоинства газоразделительных систем

Установки и станции с применением адсорбционной технологии для получения кислорода широко используются в самых разных сферах: при сварке и резке металлов, в строительстве, рыборазведении, выращивании мидий, креветок и т. д.

Преимущества газоразделительных систем:

• возможность автоматизации процесса получения кислорода;
• отсутствие особых требований к помещению;
• быстрый запуск и остановка;
• простота технического обслуживания;
• высокая надежность;
• низкая себестоимость получаемого кислорода.

Выгодные стороны адсорбционных установок НПК «Грасис»

Вас интересует производство кислорода используемым в промышленности способом? Вы хотели бы получать кислород при минимальных финансовых затратах? Научно-производственная компания «Грасис» поможет решить вашу задачу на самом высоком уровне. Мы предлагаем надежные и эффективные системы для получения кислорода из воздуха. Вот основные отличительные черты производимой нами продукции:

• полная автоматизация;
• продуманные до мелочей конструкции;
• современные системы контроля и управления.

Кислород, вырабатываемый нашими воздухоразделительными адсорбционными установками, имеет чистоту до 95 % (с опцией доочистки до 99%). Газ с такими характеристиками широко используется в металлургии при сварке и резке металлов, в народном хозяйстве. В производимом нами оборудовании применяются современные технологии, которые обеспечивают уникальные возможности в сфере газоразделения.

Особенности наших адсорбционных кислородных установок:

• высокая надежность;
• низкая себестоимость получаемого кислорода;
• инновационная высокоинтеллектуальная система контроля и управления;
• простота технического обслуживания;
• возможность производить кислород чистотой до 95 % (с опцией доочистки до 99%);
• производительность составляет до 6000 м³/ч.

Адсорбционные кислородные установки НПК «Грасис» – уникальное сочетание мирового конструкторского опыта производства газоразделительного оборудования и отечественных инновационных технологий.

Главные причины сотрудничества с НПК «Грасис»

Промышленный способ получения кислорода с применением установок, работающих на основе адсорбционной технологии, – один из наиболее перспективных на сегодняшний день. Он позволяет получать бесцветный газ с минимальными энергетическими затратами нужной чистоты. Вещество с данными параметрами востребовано в металлургии, машиностроении, химической отрасли, медицине.

Способ криогенной ректификации – оптимальное решение при необходимости производства кислорода высокой чистоты (до 99,9 %).

Ведущая отечественная компания «Грасис» предлагает высокоэффективные системы для производства кислорода по адсорбционной технологии на выгодных условиях. Мы обладаем большим опытом в реализации разнообразных проектов «под ключ», поэтому не боимся даже самых сложных задач.

Преимущества работы с ответственным поставщиком оборудования НПК «Грасис»:

• наша компания является непосредственным производителем, поэтому стоимость реализуемых установок не увеличивают дополнительные комиссии посредников;
• высокое качество продукции;
• полный спектр сервисных услуг по ремонту и техническому обслуживанию установок по производству кислорода;
• индивидуальный подход к каждому клиенту;
• многолетний опыт работы в сфере производства кислорода.

Звоните нашим менеджерам для уточнения нюансов сотрудничества.

Источник

Получение кислорода методом короткоцикловой адсорбции

Собственное производство газообразного кислорода, позволяет обеспечить непрерывное снабжение производственных процессов. При высоких и непрерывных потреблениях, обеспечивает существенную экономию за счет снижения транспортных издержек, издержек на закупку газа в баллонах.

Вопрос собственного производства газа требует углубленного рассмотрения, с учетом экономических показателей, требуемой чистоты газа, объемов потребления, логистических условий, и так далее. Первичный вопрос это способ получения и параметры получаемого продукта.

В данной статье рассмотрим наиболее простой способ получения газообразного кислорода, а именно получение способом КЦА.

Содержание:

1. Принцип короткоцикловой адсорбции получения кислорода
   1.1. Преимущества применения КЦА
   1.2. Недостатки адсорбционного способа получения газообразного кислорода

1. Принцип короткоцикловой адсорбции получения кислорода

Принцип короткоцикловой адсорбции основан на способности вещества поглощать легко адсорбируемые компоненты.

Разделение газовой смеси имеет следующий технологический процесс:
Атмосферный воздух, предварительно сжатый компрессором, подается на вход установки. Установка КЦА состоит из двух колонн с адсорбентом, регулирующей арматуры и управления.
Проходя через адсорбент, одни компоненты смеси адсорбируются, а слабоадсорбируемые проходят через колонну. Через определенное время наступает насыщение адсорбента. Для удаления газа из адсорбирующего вещества применяется режим десорбции, который состоит в снижении давления в колонне (безнагревные КЦА) или при повышенной температуре и продувки азотом. После стадии регенерации продолжается разделение. В зависимости от типа получаемого газа применяют разные адсорбирующее вещества.

Контроль циклов адсорбция десорбция осуществляется по заданному времени, с учетом объема адсорбента и рабочих условий.

1.1. Преимущества применения КЦА

Разделение воздуха с помощью короткоцикловой адсорбции имеет ряд неоспоримых преимуществ, что позволяет успешно эксплуатировать установки в различных областях промышленности.

Неоспоримым преимуществом данной технологии является простая конструкция и эксплуатация, широкий диапазон производительности, что обеспечивает возможность снабжения кислородом различных потребителей.

В сравнении с другими методами производства кислорода, оборудование работающее по методу безнагревной короткоцикловой адсорбции имеет меньшие начальные инвестиции.

Преимущества КЦА:

• большой диапазон производительности и чистоты получаемого кислорода
• автоматическое регулирование режима работы
• быстрый запуск и остановка установки
• простая конструкция
• легкое техническое обслуживание
• длительная эксплуатация адсорбирующего вещества

1.2. Недостатки адсорбционного способа получения газооборазного кислорода

Основным недостатком получения кислорода методом короткоцикловой адсорбции является чистота газа. При необходимости получения кислорода особой чистоты необходимы дополнительные мероприятия по очистки.

Чистота газообразного кислорода, полученного на адсорбционной кислородной установке — 95 — 99%

Схема работы КЦА подразумевает наличие первой ступени — компрессора сжатого воздуха, фильтры, осушитель.

Источник

Адсорбционная установка для получения кислорода

Использование: изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при разделении воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции с получением газовой смеси с повышенным содержанием кислорода. Сущность: установка содержит в общем кожухе два адсорбера, каждый из которых выполнен двухходовым с внутренней обечайкой, формирующей центральную полость с выходным патрубком и кольцеобразную периферийную полость с входным патрубком, и послойно заполнен по меньшей мере двумя различными сорбентами, первый из которых по ходу воздуха занимает не менее 0,1 объема адсорбера и имеет более крупное зернение, чем последующий, шнековый влагоотделитель, клапаны управления газовыми потоками и соединительные трубопроводы. При этом ось внутренней обечайки и ось входного патрубка смещены относительно оси корпуса адсорбера в противоположные стороны, диаметр внутренней обечайки составляет 0,4 — 0,7 диаметра корпуса, а входные и выходные патрубки врезаны в днища адсорберов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к технологии разделения воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции, и может быть использовано для получения газовой смеси с повышенным /90 95%/ содержанием кислорода.

Из уровня техники известны короткоцикловые безнагревные адсорбционные установки для разрезания воздуха с получением продукционного чистого кислорода, содержащие несколько адсорберов /как правило два/, заполненных сорбентом, вход которых соединен с системой подачи сжатого воздуха, а выход — с потребителем кислорода, и блок клапанов управления газовыми потоками, обеспечивающий циклическое переключение адсорберов в режим адсорбции — регенерации /см. патент США N 4378982, кл. 55-162, 1983 г. патент США N 4552571, кл. 55-21, 1985 г. патент США N 4561287, кл. 55-25, 1985 г. патент США N 4576616, кл. 55-68, 1986 г. заявка Великобритании N 1781538, кл. C 1 A, 1974 г. патент Великобритании N 2148737, кл. B 01 D 53/04, 1985 г. заявка ЕПВ N 0046369, кл. B 02 D 53/04, 1981 г./.

Одним из основных недостатков известных устройств является несовершенство конструктивного выполнения адсорбера, что снижает надежность и эффективность работы аппарата в целом.

Наиболее близкой к изобретению является адсорбционная установка для разделения воздуха, содержащая два объединенных в один узел /блок/ адсорбера, заполненных сорбентом, входные патрубки которых подключены к системе подачи сжатого воздуха, а выходные патрубки к потребителю /ресиверу/, клапаны управления газовыми потоками и соединительные трубопроводы /см. Патент РФ N 2048866, кл. B 01 D 53/04, 1995/.

Для повышения эффективности и надежности работы адсорберы имеют общую сторону и снабжены размещенными внутри теплопроводящими перегородками, что позволяет компенсировать тепло сжатия и адсорбции холодом десорбции и расширения, но существенно усложняет конструкцию установки.

Изобретение направлено на создание простой, компактной и надежно работающей конструкции адсорбционной установки, обеспечивающей получение газовой смеси с повышенным содержанием кислорода /до 95%/.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в адсорбционной установке, содержащей блок на двух заполненных сорбентом адсорберов, входные патрубки которых подключены к системе подачи сжатого воздуха, а выходные патрубки подключены к ресиверу посредством клапанов управления газовыми потоками и соединительных трубопроводов, каждый адсорбер выполнен двухходовым с внутренней обечайкой, формирующей центральную полость, к которой подсоединен входной патрубок, и послойно заполнен по меньшей мере двумя различными сорбентами, первый из которых по ходу воздуха занимает не мене 0,1 общего объема адсорбера и имеет более крупное зернение, чем последующий, при этом ось внутренней обечайки и ось входного патрубка смещены в противоположные стороны относительно оси корпуса адсорбера, а диаметр внутренней обечайки составляет 0,4 0,7 от диаметра корпуса.

Кроме того, адсорбционная установка снабжена влагоотделителем, преимущественно шнекового типа, размещенным в общем кожухе с симметрично смонтированными адсорберами, в днища которых врезаны входные и выходные патрубки.

Предложенное выполнение адсорберов двухходовыми и эксцентричное расположение внутренней обечайки относительно корпуса со смещением в противоположную сторону от входного патрубка обеспечивает компактность блочной компоновки, уменьшение протяженности соединительных трубопроводов и способствует в сочетании с послойным заполнением адсорберов различными сорбентами с уменьшающимся по ходу воздуха зернением, которое улучшает процесс селективного поглощения, повышению надежности и эффективности работы установки для получения кислорода методом короткоцикловой безнагревной адсорбции.

На чертеже представлен общий вид блочной установки.

Установка выполнена в виде блока и содержит два двухвходовых адсорбера А и B, в корпусе 1 каждого из которых эксцентрично размещена внутренняя обечайка 2, формирующая центральную полость 3 с входным патрубком 4, и кольцеобразную периферийную полость 5 с входным патрубком 6, смещенным относительно оси корпуса 1 в противоположную от смещения оси обечайки 2 сторону, при этом диаметр d внутренней обечайки составляет 0,4 0,7 диаметра D корпуса 1.

Адсорберы А и B послойно заполнены по меньшей мере двумя различными сорбентами, первый по ходу воздуха слой сорбента, расположенный в периферийной полости, состоит из цеолита типа NaX, поглощающего из воздуха преимущественно влагу, и занимает не менее 0,1 общего объема адсорбера, а следующий слой состоит из цеолита типа CaA более мелкого зернения, поглощающего преимущественно азот.

Адсорберы А и B установлены в кожухе 7 и имеют симметричное расположение входных и выходных патрубков 6 и 4, которые врезаны в днища 8, а между адсорберами А и B размещен шнековый влагоотделитель 9. Входные патрубки 6 и выходные патрубки 4 посредством системы электромагнитных клапанов 10 управления газовыми потоками и соединительных трубопроводов, которые компактно смонтированы в нижней части кожуха 7, подключены соответственно трубопроводом 11 к системе подачи сжатого воздуха и трубопроводом 12 к ресиверу /на чертеже не показано/.

Установка работает следующим образом.

Сжатый воздух по трубопроводу 11 поступает во влагоотделитель 9, где сепарируется капельная влага, и за счет определенной последовательности подключения электромагнитных клапанов 10 направляется в адсорбер А, где протекает процесс осушки воздуха и селективного поглощения азота.

Продуцированный кислород /газовая смесь с повышенным до 95% содержанием кислорода/ отводится через выходной патрубок 4 двумя потоками, один из которых основной по трубопроводу 12 поступает в ресивер, а другой направляется в выходной патрубок 4 адсорбера B, который в данный момент работает в режиме регенерации, и после обратной продувки адсорбера B обогащенный азотом через трубопровод 13 сбрасывается в атмосферу. После отработки /насыщения/ сорбента в адсорбере А автоматически при помощи клапанов 10 подача сжатого воздуха переключается на входной патрубок 6 адсорбера B, а адсорбер А подвергается регенерации частью кислородообогащенного потока, поступающего из выходного патрубка 4 адсорбера B, и описанный выше цикл адсорбции-десорбции повторяется.

1. Адсорбционная установка для получения кислорода, содержащая блок из двух заполненных сорбентом адсорберов, входные патрубки которых подключены к системе подачи сжатого воздуха, а выходные патрубки подключены к ресиверу, клапаны управления газовыми потоками и соединительные трубопроводы, отличающаяся тем, что каждый адсорбер выполнен двухходовым с внутренней обечайкой, формирующей центральную полость, к которой подсоединен выходной патрубок, и кольцеобразную периферийную полость, к которой подсоединен входной патрубок, и послойно заполнен по меньшей мере двумя различными сорбентами, первый из которых по ходу воздуха занимает не менее 0,1 объема адсорбера и имеет более крупное зернение, чем последующий, при этом ось внутренней обечайки и ось входного патрубка смещены в противоположные стороны относительно оси корпуса адсорбера, а диаметр внутренней обечайки составляет 0,4 0,7 от диаметра корпуса.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена влагоотделителем, преимущественно шнекового типа, размещенным в общем кожухе с симметрично смонтированными адсорберами, в днищах которых врезаны входные и выходные патрубки.

Источник