Għal fabbriki li jikkunsmaw l-ossiġnu kuljum, id-differenza fl-ispiża bejn iċ-ċilindri kkonsenjati u l-ġenerazzjoni tal-ossiġnu fuq il-post tiddependi fuq aktar mill-prezz tal-gass ikkwotat. Sistema bbażata fuq iċ-ċilindru tmexxi l-produzzjoni, il-kompressjoni, il-ħażna u t-trasport tal-ossiġnu barra mill-fabbrika, filwaqt li sistema PSA fuq il-post tmexxi l-biċċa l-kbira ta 'dawn il-funzjonijiet fil-faċilità tal-produzzjoni. L-istruttura ta' l-ispejjeż li tirriżulta tinbidel minn mudell ta' xiri u kunsinna għal mudell ta' elettriku, kompressur, manutenzjoni u użu ta' tagħmir.
Ossiġnu taċ-ċilindru: Kif taħdem il-Katina tal-Provvista Konvenzjonali
L-ossiġnu taċ-ċilindru industrijali normalment jilħaq lill-utent permezz ta 'sekwenza ta' produzzjoni, kompressjoni, mili, trasport, ħażna, u tnaqqis tal-pressjoni. L-ossiġnu jiġi prodott f'impjant ċentrali tal-gass u kkompressat f'ċilindri tal-azzar jew tal-aluminju. Skont id-disinn taċ-ċilindru u r-regolamenti lokali, iċ-ċilindri industrijali jistgħu jimtlew sa madwar 150-200 bar fl-istazzjon tal-mili.
Fil-fabbrika, iċ-ċilindri huma konnessi individwalment jew permezz ta 'manifold manifold jiġbor ċilindri multipli f'banek sabiex l-operaturi jkunu jistgħu jaqilbu minn bank vojt għal bank mimli mingħajr ma jinterrompu immedjatament il-proċess. Ir-regolaturi tal-pressjoni mbagħad inaqqsu l-pressjoni taċ-ċilindru għall-pressjoni operattiva meħtieġa minn berners, tagħmir tat-tqattigħ, sistemi ta 'arjazzjoni, jew tagħmir ieħor li jikkunsma l-ossiġnu.
Il-kwantità ta 'ossiġnu li jista' jintuża mhijiex determinata biss mill-pressjoni nominali taċ-ċilindru. Il-volum tal-ilma taċ-ċilindru, il-pressjoni tal-mili, it-temperatura tal-gass, u l-pressjoni residwa fis-sostituzzjoni taċ-ċilindru kollha jaffettwaw l-utilizzazzjoni attwali. Jekk iċ-ċilindri jiġu skambjati filwaqt li ammont sinifikanti ta 'gass jibqa' ġewwa, il-fabbrika tkun ħallset għall-gass li ma jkunx daħal fil-proċess ta 'produzzjoni.
Produzzjoni ta' Ossiġenu PSA fuq il-Post: Struttura tas-Sistema
Fuq il-postSistema ta 'ossiġnu PSAjiġġenera ossiġnu mill-arja atmosferika kkompressata. Installazzjoni tipika fiha kompressur ta 'l-arja, riċevitur ta' l-arja, filtri tal-partikuli u li jgħaqqdu, reċipjenti ta 'adsorbiment, valvi ta' swiċċjar, riċevitur ta 'ossiġnu, analizzatur ta' ossiġnu, sistema ta 'kontroll PLC, regolatur tal-pressjoni u pajpijiet ta' distribuzzjoni ta 'ossiġnu.
Ir-reċipjenti ta 'adsorbiment fihom materjal ta' għarbiel molekulari, komunement zeolite. Il-materjal jinteraġixxi b'mod differenti man-nitroġenu u l-ossiġnu taħt kundizzjonijiet taħt pressjoni. Matul l-istadju ta ' adsorbiment, arja kkompressata tidħol bastiment wieħed, nitroġenu jinżamm preferenzjali mill-għarbiel molekulari, u fluss ta ' gass arrikkit bl-ossiġnu joħroġ lejn ir-riċevitur ta ' l-ossiġnu.
Is-sistema normalment tuża żewġ reċipjenti ta' adsorbiment jew aktar. Filwaqt li bastiment wieħed jipproduċi l-ossiġnu, bastiment ieħor jgħaddi minn depressurizzazzjoni u riġenerazzjoni. Il-valvoli tal-bidla jikkontrollaw il-mogħdija tal-gass skont ċiklu programmat. Dan l-arranġament jippermetti bastiment wieħed jassorbi n-nitroġenu filwaqt li ieħor jirrilaxxa n-nitroġenu miżmum qabel.
Ir-riċevitur tal-ossiġnu jifred il-produzzjoni mid-domanda tal-proċess istantanju. Jista 'jassorbi varjazzjonijiet fil-fluss għal żmien qasir u jistabbilizza l-pressjoni downstream minflok ma jeħtieġ li s-sodod ta' adsorbiment isegwu kull bidla fil-konsum ta 'ossiġnu.
Il-PSAċiklu jikkonsisti prinċipalment minn pressurizzazzjoni, adsorbiment, depressurizzazzjoni, u passi ta 'riġenerazzjoni. L-arja kkompressata tgħaddi l-ewwel mit-taqsima tat-trattament tal-arja, fejn l-ilma, l-aerosols taż-żejt, u l-materja partikulata jitneħħew qabel ma l-arja tilħaq l-għarbiel molekulari.
Waqt l-assorbiment, ir-reċipjent operattiv jibqa’ taħt pressjoni filwaqt li n-nitroġenu jiġi preferenzjali adsorbit. L-ossiġnu u l-argon jgħaddu mis-sodda u jiffurmaw il-gass tal-prodott. Hekk kif il-kapaċità ta 'assorbiment toqrob il-limitu operattiv tagħha, is-sistema ta' kontroll tibdel il-mogħdija tal-gass u tibgħat il-bastiment fir-riġenerazzjoni.
Matul ir-riġenerazzjoni, il-pressjoni tal-bastiment titnaqqas u n-nitroġenu adsorbit iħalli l-għarbiel molekulari. Xi konfigurazzjonijiet PSA jużaw porzjon ta 'ossiġnu tal-prodott għal tindif jew ekwalizzazzjoni, filwaqt li konfigurazzjonijiet oħra jużaw ekwalizzazzjoni tal-pressjoni bejn il-bastimenti biex inaqqsu t-telf tal-gass. Iċ-ċiklu eżatt jiddependi fuq id-daqs tal-bastiment, il-karatteristiċi tal-għarbiel molekulari, il-purità tal-mira, l-irkupru u l-fluss tal-ossiġnu meħtieġ.
Għal skopijiet ta' akkwist, il-purità tal-ossiġnu għandha għalhekk tiġi evalwata flimkien mal-irkupru tal-ossiġnu u l-konsum speċifiku tal-enerġija. Iż-żieda tal-purità tal-ossiġnu meħtieġa tista 'żżid l-ammont ta' arja kkompressata meħtieġa għal kull unità ta 'ossiġnu tal-prodott, li tista' żżid il-konsum tal-enerġija tal-kompressur.
Struttura tal-Ispejjeż: Mili taċ-ċilindru vs Produzzjoni PSA
L-ossiġnu taċ-ċilindru joħloq diversi komponenti ta 'spejjeż rikorrenti. Il-fabbrika tista 'tħallas għall-ossiġnu nnifisha, kiri taċ-ċilindru jew ħlasijiet ta' servizz, trasport, tagħbija u ħatt, ħażna, u xogħol tal-operatur għas-sostituzzjoni taċ-ċilindru. Dawn l-ispejjeż jiżdiedu mal-frekwenza tal-kunsinna u l-konsum tal-ossiġnu.
Il-produzzjoni tal-PSA tiċċaqlaq l-ispiża rikorrenti lejn l-elettriku u l-manutenzjoni tat-tagħmir. Il-kompressur normalment jirrappreżenta porzjon ewlieni tal-konsum elettriku minħabba li l-arja atmosferika trid tiġi kkompressata qabel ma tidħol fil-kontenituri ta 'adsorbiment. Filtri, valvi, analizzaturi ta 'l-ossiġnu, siġilli, u materjal ta' għarbiel molekulari jikkontribwixxu wkoll għall-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja.
| Kost Komponent | Provvista taċ-ċilindru | PSA fuq il-post |
|---|---|---|
| Xiri ta 'ossiġnu | Ħlas tal-gass rikorrenti | Mhux meħtieġ għall-produzzjoni normali |
| Trasport | Meħtieġa | Normalment jitneħħa |
| Immaniġġjar taċ-ċilindru | Meħtieġa | |
| Elettriku tal-kompressur | Min-naħa tal-fornitur | In-naħa tal-fabbrika |
| Investiment fit-tagħmir | Baxx fil-fabbrika | Meħtieġa |
| Trattament bl-arja | Min-naħa tal-fornitur | Meħtieġa fuq il-post |
| Ħażna | Inventarju taċ-ċilindru | Riċevitur tal-ossiġnu |
| Manutenzjoni | Regolaturi, valvi, manifold | Kompressur, valvi, filtri, analizzatur |
| Provvista ta' backup | Ċilindri addizzjonali | Ċilindru jew sors ieħor ta 'backup |
Il-paragun għandu juża l-istess kwantità ta 'ossiġnu, purità, pressjoni u perjodu ta' tħaddim. It-tqabbil ta' kwotazzjoni ta' ċilindru f'$/ċilindru ma' elettriku PSA f'$/kWh mingħajr ma jiġu kkonvertiti ż-żewġ sistemi għall-ispiża għal kull Nm³ ta' ossiġnu li jista' jintuża jista' jipproduċi konklużjoni żbaljata.
Għaliex ir-rata tal-konsum tal-ossiġnu tibdel l-ekwazzjoni tal-ispiża
Il-konsum tal-ossiġnu huwa wieħed mill-aktar varjabbli b'saħħithom fil-paragun ekonomiku. Fabbrika li tuża 10 Nm³/h għal xift qasir ta' produzzjoni għandha profil operattiv differenti ħafna minn faċilità li tikkonsma 100 Nm³/h kontinwament għal 24 siegħa.
Għall-provvista taċ-ċilindri, konsum ogħla jżid direttament in-numru ta 'ċilindri li għandhom jiġu kkonsenjati, maħżuna, konnessi u sostitwiti. Jekk il-konsum ta' kuljum jogħla lil hinn mill-kapaċità tal-manifold eżistenti, jistgħu jkunu meħtieġa banek taċ-ċilindri addizzjonali jew kunsinni aktar frekwenti.
Għall-produzzjoni PSA, tagħbija kontinwa ogħla tista 'żżid l-utilizzazzjoni tat-tagħmir u tqassam l-ispiża tal-kapital fiss fuq volum akbar ta' ossiġnu. Madankollu, il-kompressur u l-bastimenti ta ' l-adsorbiment għandhom ikunu daqs għall-fluss meħtieġ, u l-operazzjoni qrib il-kapaċità massima jistgħu jibdlu l-konsum ta ' enerġija speċifika u l-irkupru ta ' l-ossiġnu.
Għalhekk paragun prattiku għandu jikkalkula l-konsum tal-ossiġnu bħala:
Domanda Annwali tal-Ossiġnu=Fluss tal-Ossiġnu × Sigħat Operattivi × Ġranet Operattivi
Iċ-ċifra annwali ta' Nm³ li tirriżulta tipprovdi bażi komuni għat-tqabbil tal-ossiġnu kkonsenjat mal-produzzjoni fuq il-post.
Elettriku u Konsum ta' Arja Kompressata
F'sistema fuq il-post, il-konsum tal-elettriku huwa influwenzat ħafna mill-pressjoni tal-kompressur, it-temperatura tad-dħul tal-arja, l-effiċjenza tal-kompressur, it-tnaqqis fil-pressjoni tat-trattament tal-arja, il-konfigurazzjoni taċ-ċiklu tal-adsorbiment, u l-irkupru tal-ossiġnu.
Pereżempju, jekk sistema tikkonsma 0.8 kWh/Nm³ ta’ ossiġnu u l-elettriku industrijali jiswa $0.10/kWh, il-komponent tal-elettriku huwa ta’ madwar $0.08/Nm³. Din iċ-ċifra ma tinkludix il-manutenzjoni tal-kompressur, il-filtri, is-sostituzzjoni tal-valvi, l-analiżi tal-ossiġnu, jew l-irkupru tal-kapital.
Il-kwalità tal-arja kkompressata taffettwa wkoll l-ispiża operattiva. L-ilma li jidħol fis-sodod tal-adsorbiment jista 'jbiddel il-prestazzjoni tal-għarbiel molekulari, filwaqt li l-kontaminazzjoni taż-żejt tista' tagħmel ħsara lill-wiċċ tal-adsorbenti. Il-filtri tal-arja għalhekk jagħmlu aktar milli jipproteġu l-komponenti downstream; huma wkoll jikkontrollaw il-kundizzjoni tal-materjal ta 'assorbiment.
L-inġiniera tal-akkwist għandhom jitolbu l-konsum speċifiku tal-enerġija tal-fornitur fil-fluss tal-ossiġnu speċifikat u l-purità aktar milli jużaw il-kw nominali tal-mutur tal-kompressur bħala l-ispiża tal-produzzjoni tal-ossiġnu.
Pressjoni, Purità, u Rekwiżiti tal-Fluss
Il-purità tal-ossiġnu u l-pressjoni tal-kunsinna għandhom jiġu speċifikati flimkien minħabba li jinfluwenzaw id-disinn tas-sistema. Proċess li jeħtieġ bejn wieħed u ieħor 90–93% ossiġnu jista' juża konfigurazzjoni PSA differenti minn proċess li jeħtieġ ossiġnu 'l fuq minn 95%.
L-ossiġnu taċ-ċilindru jipprovdi ammont kbir ta 'gass maħżun bi pressjoni għolja, filwaqt li s-sistemi PSA ġeneralment jiġġeneraw ossiġnu bi pressjoni aktar baxxa adattata għall-użu dirett tal-proċess jew spinta 'l isfel fil-pressjoni. Jekk proċess jeħtieġ pressjoni sostanzjalment ogħla, jista 'jkun meħtieġ kompressur ta' ossiġnu addizzjonali.
L-istabbiltà tal-fluss hija konsiderazzjoni oħra. Burner jew magna tat-tqattigħ jistgħu jesperjenzaw bidliet rapidi fid-domanda għall-ossiġnu, filwaqt li l-arjazzjoni tal-ilma tad-drenaġġ tista 'żżomm fluss relattivament stabbli għal perjodi estiżi. Ir-riċevitur tal-ossiġnu jista 'jibferixxi bidliet fid-domanda għal żmien qasir, iżda l-volum tiegħu għandu jkun imqabbel mad-differenza bejn l-output tal-PSA u l-konsum tal-proċess.
Id-Domanda ta' l-Ossiġnu u l-Fluttwazzjoni tat-Tagħbija
Mhux kull fabbrika tikkonsma l-ossiġnu b'rata kostanti. Linja ta 'produzzjoni tista' topera b'domanda għolja ta 'ossiġnu waqt it-tqattigħ jew il-kombustjoni u taqa' għal domanda aktar baxxa waqt it-tagħbija, il-manutenzjoni, jew il-bidliet taċ-xift.
Biċ-ċilindri, il-kapaċità tal-provvista hija ddeterminata min-numru ta 'ċilindri konnessi u l-pressjoni li jifdal tagħhom. Meta l-konsum jiżdied b'mod mhux mistenni, l-operatur jista 'jkollu bżonn jgħaqqad bank taċ-ċilindru ieħor.
Bil-produzzjoni ta 'PSA, l-unità ta' adsorbiment ġeneralment topera skond ċiklu programmat filwaqt li r-riċevitur ta 'l-ossiġnu jassorbi differenzi għal żmien qasir bejn il-produzzjoni u l-konsum. Jekk id-domanda tibqa 'fuq il-kapaċità ta' produzzjoni nominali għal perjodu estiż, il-pressjoni tar-riċevitur eventwalment se taqa '. Is-sistema għalhekk teħtieġ kapaċità definita tal-ogħla fluss aktar milli biss kalkolu tal-fluss medju.
Għall-akkwist, iċ-ċifri importanti mhumiex biss Nm³/h medja iżda wkoll fluss minimu, fluss normali, fluss massimu, tul ta 'żmien massimu, u profil ta' tagħbija ta 'kuljum.
Kontinwità ta' Ħażna u Provvista
Is-sistemi taċ-ċilindri jaħżnu l-ossiġnu direttament ġewwa tankijiet taħt pressjoni. Fabbrika tista 'żżomm diversi jiem ta' provvista jekk jinżammu biżżejjed ċilindri fuq il-post, iżda dan iżid iż-żona ta 'ħażna meħtieġa u l-ammont ta' xogħol tal-immaniġġjar. L-inventarji taċ-ċilindri għandhom ukoll jiġu mdawra skont il-proċeduri tal-fornitur u r-rekwiżiti applikabbli tal-kontenituri taħt pressjoni.
AnPSA fuq il-postis-sistema normalment taħżen l-ossiġnu f'riċevitur aktar milli żżomm inventarju kbir ta 'ċilindri mimlija. Ir-riċevitur jipprovdi buffer tal-gass bejn iċ-ċiklu ta 'adsorbiment u l-linja tal-proċess.
Għal produzzjoni kontinwa, sors ta 'ossiġnu backup jibqa' importanti. Jekk il-kompressur PSA jieqaf minħabba ħsara elettrika, sħana żejda, manutenzjoni, jew ħsara fil-kontroll, l-ossiġnu maħżun jista 'jappoġġja l-proċess biss għal perjodu limitat. Manifold taċ-ċilindru backup jista' għalhekk jiġi konness 'l isfel sabiex il-produzzjoni tkun tista' tkompli waqt li t-tagħmir PSA jiġi spezzjonat.
Installazzjoni u Integrazzjoni tas-Sistema
Is-sostituzzjoni taċ-ċilindri bil-produzzjoni PSA teħtieġ bidliet fl-infrastruttura tal-gass tal-fabbrika. L-installazzjoni għandha tipprovdi spazju għall-kompressur, riċevitur ta 'l-arja, assemblaġġ ta' filtrazzjoni, reċipjenti ta 'adsorbiment, riċevitur ta' l-ossiġnu, kabinett tal-kontroll u pajpijiet assoċjati.
L-arja kkompressata għandha tgħaddi mill-istadji speċifikati ta 'filtrazzjoni qabel ma tidħol fir-reċipjenti ta' adsorbiment. Il-kondensat għandu jitbattal mir-riċevitur tal-arja u l-filtri biex jipprevjeni li l-ilma likwidu jilħaq l-għarbiel molekulari. Il-pajpijiet ta 'l-ossiġnu mbagħad jgħaqqdu r-riċevitur mar-regolazzjoni tal-pressjoni u s-sistema tad-distribuzzjoni tal-proċess.
Is-sistema elettrika għandha tforni l-kompressur u t-tagħmir ta 'kontroll skond il-vultaġġ u l-kurrent nominali tal-manifattur. Il-ventilazzjoni għandha titqies ukoll minħabba li l-kompressuri jiġġeneraw is-sħana waqt it-tħaddim kontinwu, filwaqt li l-exhaust tal-PSA jirrilaxxa gass b'ħafna nitroġenu waqt ir-riġenerazzjoni.
Qabel l-ikkummissjonar, l-inġiniera normalment jivverifikaw l-indafa tal-pajpijiet, l-integrità tal-pressjoni, it-tħaddim tal-valv, il-purità tal-ossiġnu, il-pressjoni tal-ħruġ, il-kapaċità tal-fluss u l-funzjonijiet tal-allarm. L-analizzatur tal-ossiġnu għandu jikkonferma li l-gass iġġenerat jilħaq il-purità speċifikata qabel ma t-tagħmir tal-proċess jirċievi l-gass.
Modi ta' Manutenzjoni u Ħsara
Is-sistemi taċ-ċilindru prinċipalment jeħtieġu spezzjoni ta 'valvi taċ-ċilindru, regolaturi, pajpijiet flessibbli, konnessjonijiet tal-manifold, u siġilli. Tnixxija f'valv jew konnessjoni tista' kontinwament tirrilaxxa l-ossiġnu u żżid il-konsum mingħajr ma żżid il-produzzjoni tal-produzzjoni.
Is-sistemi PSA għandhom firxa usa 'ta' modi ta 'falliment mekkaniċi u relatati mal-proċess. Is-sħana żejda tal-kompressur tista 'tnaqqas il-kunsinna ta' l-arja, il-filtri misduda jistgħu jżidu l-waqgħa tal-pressjoni, l-ilbies tal-valv tal-iswiċċjar jista 'jfixkel is-sekwenza ta' adsorbiment, u l-kontaminazzjoni tal-għarbiel molekulari tista 'tnaqqas il-kapaċità ta' adsorbiment tan-nitroġenu.
Tnaqqis fil-purità tal-ossiġnu jista 'jindika problemi fiċ-ċiklu tal-adsorbiment, il-kundizzjoni tal-għalf tal-arja, iż-żmien tal-valv, il-kundizzjoni tal-għarbiel molekulari, jew id-domanda eċċessiva tal-prodott. Waqgħa fil-pressjoni madwar il-filtri tista 'tindika kontaminazzjoni, filwaqt li temperatura anormali ta' skariku tal-kompressur tista 'tindika problemi ta' tkessiħ jew mekkaniċi.
Il-manutenzjoni għandha għalhekk tinkludi spezzjoni tal-kompressur, sostituzzjoni tal-filtru, tneħħija tal-kondensat, monitoraġġ taċ-ċiklu tal-valv, kalibrazzjoni tal-analizzatur tal-ossiġnu, kejl tal-waqgħa tal-pressjoni, u spezzjoni tas-sistema tal-adsorbiment skont il-ħinijiet tat-tħaddim u r-rekwiżiti tal-manifattur.
