Shahar oqava suvlarini modernizatsiya qilish va sanoatni ilg'or tozalash loyihalarida ozon generatorlari ilg'or oksidlanish jarayonlari uchun standart tanlovga aylandi. Tajribali loyiha institutlari va zavod operatorlari shuni ta'kidlashadiki, taklif bosqichida ular ozon generatorini kamdan-kam sotib olishadi. Ko'pincha ular bir xil paketning bir qismi sifatida VPSA kislorod zavodini o'z ichiga oladi. Bu sotuvchi to'plami emas. Mantiq reaktsiyalar kimyosi va hayot aylanishi xarajatlarini tahlil qilishdan kelib chiqadi.
Ozon sintezi kimyosi ozuqa gaziga qattiq talablarni belgilaydi
Ozon generatori kislorod molekulalarini ionlash, O₂ ni parchalash va ularni O₃ ga qayta birlashtirish uchun yuqori kuchlanishli razryadni qo'llash orqali ishlaydi. Agar siz tizimni siqilgan havo (faqat 21% kislorod) bilan oziqlantirsangiz, qolgan azot yon reaktsiyalarda ishtirok etadi va azot oksidi (NOx) hosil qiladi. Bu ikkita muammoni keltirib chiqaradi. Birinchidan, NOx chiqarish quvurlari va muhrlariga hujum qiluvchi korroziv nitrat kislota ishlab chiqaradi. Ikkinchidan, azot hech qanday foydali ozon hosil qilmasdan ionlanish energiyasini sarflaydi va hosilni juda past darajada ushlab turadi.
Shuning uchun har qanday professional darajadagi ozon generatori ozuqa gazi sifatida yuqori-kontsentratsiyali kislorodni talab qiladi. Nazariy jihatdan, kislorod tozaligini 21% dan 90% ga oshirish ozon sintezi samaradorligini eksponent ravishda oshiradi. Bu birinchi xulosaga olib keladi: ozuqa gaz tizimi butun ozon operatsiyasining iqtisodiy shiftini belgilaydi.
VPSA texnik xususiyatlari va ushbu ilovaga mos keladi
VPSA qisqartmasi vakuum bosimining tebranishi adsorbsiyasini anglatadi. Jarayon tsikli ikki bosqichdan iborat. Atmosfera bosimida zeolit molekulyar elaklari azotni tanlab adsorbsiya qiladi, kislorodni boyitish va mahsulot gazi sifatida yig'ish imkonini beradi. Keyin vakuum nasosi olingan azotni desorbsiya qilib, elakni qayta tiklaydi.
Oqava suvlarni tozalash dasturlari uchun VPSA bir qancha aniq texnik afzalliklarni taklif etadi.
1. Soflik va shudring nuqtasi. Yaxshi ishlab chiqilgan VPSA tizimi-doimiy ravishda 90–95% kislorod yetkazib beradi. Tegishli ishlov berishdan keyingi{6}}quritish bilan shudring nuqtasi -60 darajadan past bo'lib qoladi. Bu ozon generatorining tozalik va quruqlik talablariga to'liq javob beradi, namlik bilan bog'liq ozon parchalanishi yoki dielektrik trubaning ishdan chiqishini oldini oladi.
2. Yukning moslashuvchanligi. Oqava suv oqimi va ifloslantiruvchi yuklar kunlik va mavsumiy ravishda o'zgarib turadi. VPSA zavodi shamollatgichning kirish yo'riqnomasini yoki dvigatel tezligini modulyatsiya qilish orqali kislorod chiqishini 60% dan 100% gacha sozlashi mumkin. Ushbu modulyatsiya kislorodning tozaligiga deyarli ta'sir qilmaydi, bu tizimga ozon talabini aniq qondirish va energiya isrofgarchiligini oldini olish imkonini beradi.
3. Xavfsizlik. Suyuq kislorod saqlash idishlari bilan solishtirganda, VPSA saytida yuqori bosimli idishlar, kriyojenik xavflar va yuk tashish mashinalari xavfi yo'q-joylarda ishlab chiqariladi. Ko'pgina ob'ektlar uchun buning o'zi VPSA-ni afzal ko'rgan variantga aylantiradi.
Kislorod ta'minotining asosiy variantlarini-yonma{1}}yonma taqqoslash
Haqiqiy muhandislik amaliyotida VPSA dan tashqari uchta oziqlantiruvchi gaz varianti ko'rib chiqiladi: suyuq kislorod (LOX) va yuqori-bosimli PSA. To'g'ridan-to'g'ri texnik taqqoslash VPSA qayerga mos kelishini ko'rsatadi.
LOX juda yuqori tozalikni beradi (99,5% dan yuqori). Ammo uning zaif tomoni ta'minotga qaramlikdir. Sanoat gaz zavodlaridan uzoqda joylashgan loyihalar uchun LOX transportining logistika xavfi katta. Bundan tashqari, LOX tanklarida kislorod ishlatilmaganda ham kuniga taxminan 0,5-1% statik bug'lanishning muqarrar ravishda yo'qolishi - bo'ladi. Tizimning energiya nuqtai nazaridan, LOX allaqachon havoni siqish, suyultirish, tashish va bug'lanish- yo'li bilan yuqori oqimda quvvat sarflagan.
Yuqori{0}}bosimli PSA VPSA bilan bir xil adsorbsiya printsipidan foydalanadi, lekin vakuum ostida emas, balki atmosfera bosimida desorbsiyalanadi. Bu VPSA ning vakuumli desorbsiya orqali 65% yoki undan yuqori tiklanishiga nisbatan kislorodning - odatda 40-50% - ga kamayishiga olib keladi. Qayta tiklash foizi ishlab chiqarilgan kislorod birligi uchun quvvat sarfiga bevosita ta'sir qiladi. Kuniga 20 soatdan ortiq ishlaydigan oqava suv ozon tizimi uchun VPSA dan yillik energiya tejash nisbatan qisqa vaqt ichida dastlabki xarajatlar farqini qoplashi mumkin. Bu, ayniqsa, elektr energiyasining hozirgi yuqori narxlarida muhim ahamiyatga ega.
Tizim integratsiyasi uchun muhim muhandislik tafsilotlari
To'g'ri kislorod ishlab chiqarish texnologiyasini tanlash zarur, ammo etarli emas. Zaif integratsiya hatto eng yaxshi uskunaning ish faoliyatini buzishi mumkin. Bir nechta tafsilotlar osongina e'tibordan chetda qoladi, ammo tizim ishonchliligiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi.
- Kislorod bosimini moslashtirish va kuchaytirish. VPSA zavodi odatda kislorodni taxminan 0,05 MPa (o'lchov) da etkazib beradi. Ko'pgina ozon generatorlari 0,1-0,2 MPa kirish bosimini talab qiladi. Shuning uchun ular orasida kislorod kuchaytirgichi talab qilinadi. Quvvat iste'moli va ushbu kuchaytirish bosqichining ishonchliligi yordamchi tizimning umumiy energiya iste'moli uchun markaziy hisoblanadi. Kuchaytirgichni tanlashda ozon qarishiga qarshilik ko'rsatadigan va kislorod xizmati uchun yaxshi muhr yaxlitligini tanlang.
- Kirish havosini joylashtirish. Bu xato kerak bo'lgandan ko'ra tez-tez namoyon bo'ladi. Ozon generatorining destruktori konsentrlangan ozonni-chiqarib yuboradi. Agar VPSA zavodining havo olishi shamol ostida joylashgan bo'lsa yoki bu tushirish nuqtasiga juda yaqin joylashgan bo'lsa, tizim yuqori-konsentratsiyali ozonni tortib oladi. Ozon kuchli oksidlovchi bo'lib, zeolit molekulyar elakning kristall tuzilishini tezda yo'q qiladi. Bu zarar qaytarilmas va halokatli muhandislik xatosi bo'lishi mumkin.
- Ortiqchalik bilan shudring nuqtasini nazorat qilish. Ko'pincha -60 daraja shudring nuqtasi etarli deb hisoblansa-da, muhandislik tajribasi shuni ko'rsatadiki, ikki bosqichli quritish poezdi - sovutgichli quritgich va qurituvchi quritgich xavfsizroqdir. Muhim asboblar chizig'idagi onlayn shudring nuqtasi monitori qurituvchi suyuqlikning qimmat ozon chiqarish hujayralariga etib borishiga imkon berishdan oldin erta ogohlantirishni ta'minlaydi.
Asl savolga qaytsak: nega chiqindi suv ozon generatorlari VPSA kislorod zavodlari bilan tez-tez bog'langan? Javob ozon sintezining fizik kimyosida yotadi. Yuqori{1}}konsentratsiyali kislorod ozuqasi variant emas - bu yuqori-samaradorlik, past{4}}quvvat, uzoq-ozon oksidlanishining asosiy shartidir.
Kichkina{1}}oʻrta sigʻim oraligʻida-saytda kislorod yetkazib berish uchun (koʻpchilik chiqindi suv ilovalari uchun odatiy) VPSA kislorodni qayta tiklash, yukni qisqartirish moslashuvchanligi va hayot aylanishi narxining eng yaxshi kombinatsiyasini taklif etadi. Suyuq kislorod ishlaydi, lekin ta'minot zanjiri va xavfsizlikni oshiradi. Yuqori{5}}bosim PSA ishlaydi, lekin bir xil chiqish uchun ko'proq quvvat sarflaydi. Ushbu texnik mantiqni tushunish oqava suvlarni tozalash inshootlarida ilg'or oksidlanish jarayoni dizaynini optimallashtirish uchun haqiqiy yo'l-yo'riq beradi.
