Með þróun hagkerfis og samfélags aukast kröfur fólks um heimilisvatn, iðnaðarvatn og vatnsumhverfi dag frá degi, sem setur fram hærri kröfur um ýmsa vatnsmeðferðartækni í vatnsveitu og frárennsli.
Súrefnisframleiðsluferlið með þrýstingssveiflu (PSA) er mikið notað í vatnsveituforritum vegna framúrskarandi kosta þess eins og lítillar orkunotkunar súrefnisframleiðslu, fljótleg byrjun og stöðvun, lítil notkunarerfiðleikar og lítil fjárfesting í búnaði. Í ýmsum hagnýtum verkefnum vatnsveitu og frárennslis, sérstaklega sótthreinsun og dauðhreinsun og meðhöndlun mengandi oxunar, er það sérstaklega mikilvægt.
PSA súrefnisframleiðsluferlið er orðið mikilvægur tæknilegur þáttur í ýmsum vatnsmeðferðarferlum í vatnsveitu og frárennsli, og það er einnig mikilvægur þáttur sem ekki er hægt að hunsa í þróun og beitingarrannsóknum nýrrar tækni og nýrra ferla á sviði vatns. meðferð. Viðeigandi rannsóknir á PSA súrefnisframleiðsluferlinu hafa orðið ný rannsóknarstefna fyrir vísinda- og tæknistarfsmenn á sviði vatnsveitu og frárennslis. Með endurbótum og beitingu litíum-undirstaða zeólít sameinda sigta (LiLSX) með lágu kísil-álhlutfalli og háum súrefnis-köfnunarefnis aðskilnaðarstuðul, hefur PSA súrefnisframleiðsluferlið orðið mikilvægasta framleiðslutæknin til að framleiða súrefni sem ekki er mjög hreint ( hreinleika<95%).
Rannsóknin á NEWTEK PSA súrefnisframleiðsluferli beinist aðallega að þróun súrefnisframleiðslu sameinda sigta, endurbætur á hönnun aðsogsbyggingar og hagræðingu á ferli flæðis. Hugbúnaðarhermi og rannsóknir á litlum tilraunatækjum eru orðin mikilvæg leið til að hámarka framleiðsluferli súrefnis aðsogs þrýstingssveiflu. Með hagræðingu ferlisins er hægt að bæta súrefnisendurheimtunarhraða og hreinleika og draga úr orkunotkun súrefnisframleiðslu. Að auki eru snjallari sjálfvirk stjórnkerfi einnig notuð í PSA súrefnisframleiðslutæki til að draga úr orkunotkun.
Hagræðingarrannsóknir á PSA súrefnisframleiðsluferli með hugbúnaðarhermi og litlum tilraunatækjum hefur almennt tiltölulega stuttan hringrás, takmörkuð gögn aflað og hefur ákveðið frávik frá raunverulegum rekstri stórra PSA súrefnisframleiðslutækja. Við tókum stórfellda þrýstingssveifluaðsogssúrefnisframleiðslubúnaðinn í notkun sem rannsóknarhlut, fengum vinnslugögn tækisins í meira en eitt ár í gegnum Aspen Process Data og reiknuðum út orkunotkun við framleiðslu einingarúmmáls súrefnis út frá ferlisgögnin. Rannsakað var samband á milli helstu áhrifaþátta í rekstri tækisins og orkunotkunar súrefnisframleiðslu. Í ljós kom að þegar inntakshitastig tækisins jókst úr -5 gráðu í 35 gráður minnkaði upphafs súrefnisframleiðsla orkunotkun fyrst og jókst síðan, og það var augljóst fjórðungssamband á milli upphaflegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar og hitastig inntaksins. Of hátt eða of lágt inntakshitastig mun leiða til aukningar á orkunotkun súrefnisframleiðslu í upphafi. Inntakshitastig með lægstu orkunotkun súrefnisframleiðslu er 16,2 gráður. Fyrir hverja 1 gráðu hækkun eða lækkun á inntakshitastigi miðað við 16,2 gráður eykst orkunotkun súrefnisframleiðslu um u.þ.b. 7,4463*10-5kwh/Nm3. Þegar súrefnishreinleiki breytist á stuttum tíma, því hærra sem súrefnishreinleiki er, því meiri orkunotkun súrefnisframleiðslu í upphafi. Það er línulegt samband á milli upphaflegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar og súrefnishreinleika. Fyrir hverja 1% aukningu á hreinleika súrefnis eykst upphafsorkunotkun súrefnisframleiðslu um u.þ.b. 0.0{{20}}71~0,0074kwh/Nm3. Á sama tíma, þegar súrefnishreinleiki breytist með sömu amplitude, er aukningin á upphaflegri súrefnisframleiðsluorkunotkun sem stafar af aukningu á hreinleika við breytingu frá lágum í háan súrefnishreinleika meiri en minnkun á upphaflegri súrefnisframleiðsluorkunotkun sem orsakast af með lækkun á hreinleika við breytingu úr háum í lágan súrefnishreinleika. Meðan á mismunadrifsbreytingarferli loftinntakssíunnar stendur er línulegt samband milli upphaflegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar (þ.e. leiðrétt súrefnisframleiðsluorkunotkun) og mismunaþrýstings loftinntakssíu eftir hitaleiðréttingu og hreinleikabreytingu augljóst. Þegar hitaleiðrétting og hreinleikabreyting eru ekki framkvæmd er sambandið á milli upphaflegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar og mismunaþrýstings loftinntakssíunnar ekki augljóst og virðist jafnvel vera andstætt grundvallarreglunni um að aukning á loftinntaksmótstöðu leiði til aukinnar orkunotkun. Þetta sýnir ennfremur að leiðrétting loftinntakshitastigs og hreinleikabreytingar eru sanngjarnar og nauðsynlegar og geta mætt þörfum greiningar og útreikninga. Fyrir hverja 1mbar aukningu á mismunaþrýstingi loftinntakssíunnar eykst orkunotkun súrefnisframleiðslu (þ.e. leiðrétt súrefnisframleiðsluorkunotkun) um um 0,0008kwh/Nm3. Eftir að hafa ákvarðað áhrif annarra helstu áhrifaþátta á orkunotkun súrefnisframleiðslu við notkun PSA súrefnisframleiðslutækisins, var Design Expert 10.0.4 notaður til að framkvæma svörun yfirborðsgreiningu á áhrifum þrepatíma PSA hringrásarferlisins á endanleg orkunotkun súrefnisframleiðslu.
Tími þriggja vinnsluþrepanna „loftblástursinntak“, „loftinntak/súrefnisframleiðsla“ og „hreinsunarúrræði“ var notaður sem áhrifaþættir og endanleg súrefnisframleiðsluorkunotkun og súrefnisflæðishraði voru notuð sem svörunargildi að hanna miðlægu samsetningartilraunina. Samkvæmt hönnuðu tilraunakerfi var tækið stillt og aðgerðatilraunin var framkvæmd til að reikna út upphaflega súrefnisframleiðsluorkunotkun við aðstæður mismunandi breytur vinnsluþreps tíma. Samkvæmt leiðréttu sambandi milli upphaflegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar og inntakshitastigs, súrefnishreinleika og leiðréttrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar og inntakssíumismunaþrýstings sem ákvarðaður var í fyrri kafla, súrefnisframleiðsluorkunotkun (þ.e. endanleg súrefnisframleiðsla orkunotkun) við sama inntakshitastig, vöruhreinleika og inntakssíu mismunaþrýstingsviðmiðunarskilyrði var reiknað út. Líkan af endanlegri orkunotkun súrefnisframleiðslu var fengin með afturför. Með fráviksgreiningu kom í ljós að aðhvarfslíkan endanlegrar orkunotkunar súrefnisframleiðslu var mjög marktækt (P Minna en eða jafnt og 0.0001) og tölfræðilega marktækt. Líkan skortur á passa var ekki marktækur. Það hafði nægilega mismununarnákvæmni innan marka hönnuðu áhrifaþáttanna. Afgangsdreifing passunarlíkans var í grófum dráttum bein lína, sem sýndi ennfremur að líkanfestingaráhrifin voru góð og hægt að nota til að skipta um raunverulega tilraunapunkta fyrir niðurstöðugreiningu. Með greiningu á tvívíðu útlínukorti og þrívíðu viðbragðsyfirborðskorti voru áhrif þriggja vinnsluþrepanna sem rannsakaður var á endanlega orkunotkun súrefnisframleiðslu ákvörðuð.
The order of significance is: "air blasting" time> "purge" time>„loftinntak/súrefnisframleiðsla“ tími.
Bestu breytur vinnslutíma sem lágmarka endanlega orkunotkun súrefnisframleiðslu eru leystar. Ákjósanlegur tími ferlisþrepanna er:
Tími þrepa "loftblásturs" er 7,8 sekúndur, tími skrefsins "loftinntaka/súrefnisframleiðsla" er 4.0 s, og þrepsins "hreinsunartími" er 3.6 sek. Tækið er í raun rekið með ákjósanlegum breytum vinnsluþrepstíma og samsvarandi endanleg súrefnisframleiðsluorkunotkun er reiknuð út. Hlutfallslegt frávik á milli spágildis líkansins og meðalgildi endanlegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar margra raunverulegra aðgerða er aðeins 3,02%, sem sýnir ennfremur að aðhvarfslíkan endanlegrar súrefnisframleiðsluorkunotkunar hefur góða nákvæmni og hagkvæmni. Auk þess að vera notað til að greina áhrif vinnsluþreps tíma á endanlega súrefnisframleiðslu orkunotkunar í PSA súrefnisframleiðsluferlinu, er einnig hægt að nota þetta líkan til að áætla endanlega súrefnisframleiðslu orkunotkun undir mismunandi vinnsluþrepum. Í samanburði við súrefnisframleiðsluorkunotkun upphafshönnunar tækisins hefur orkunotkun á hvern staðlaðan rúmmetra súrefnisframleiðslu eftir hagræðingu vinnsluþrepstíma minnkað um 5,42%. Með hagræðingu í rekstri er hægt að draga úr orkunotkun súrefnisframleiðslu á áhrifaríkan hátt til að framleiða verulegan efnahagslegan ávinning. Aðferðin sem NEWTEK notar til að greina þá þætti sem hafa áhrif á orkunotkun súrefnisframleiðslu og hámarka notkun tækisins getur náð þeim tilgangi að draga úr orkunotkun súrefnisframleiðslu í PSA súrefnisframleiðslutækinu og getur veitt grunn og aðferð fyrir orkuna. mat á neyslu og hagræðingu í rekstri þrýstingssveiflu aðsogs súrefnisframleiðslutækisins. Það getur betur útvegað fyrsta flokks búnað fyrir heiminn.
maq per Qat: iðnaðar súrefni vél, Kína iðnaðar súrefni vél framleiðendur, birgja
