Генераторы кислорода

Где используется кислород и как его можно получать

Генератор кислорода Sysadvance

При атмосферных условиях, кислород - это бесцветный, безвкусный, не имеющий запаха газ. В атмосфере кислород является вторым наиболее распротраненным газом, после азота, и процентное его содержание в атмосферном воздухе составляет примерно 20,9%. Кислород - это сильный окислитель, и именно этим его свойством объясняется довольно высокая востребованность кислорода в промышленности и непромышленных областях применения, в том числе
- в целлюлозно-бумажной промышленности
- в стекольной промышленности для подачи в печи
- в металлургической промышленности, также для печей
- в химической промышленности
- в водоподготовке и очистке канализационных стоков
- в медицине

Многие промышленные процессы нуждаются в столь значительных количествах кислорода, что адекватным ответом на эту потребность может быть только использование больших криогенных кислородных линий (которые наша компания не предлагает). Прежде всего, столь высокие расходы встречаются в металлургической, и сталелитейной в первую очередь, промышленности, а также в химической промышленности в производстве пластмасс и в некоторых других ее областях. Однако, при меньшем расходе кислорода, предприятие, закупающее этот газ в баллонах, может значительно сократить свои расходы за счет перехода от использования покупного кислорода к самостоятельному его производству.

Кислород можно производить многими способами, однако промышленное значение имеют два из них: 1) криогенное разложение воздуха и 2) выделение кислорода из воздуха методом короткоцикловой безнагревной адсорбции (КЦБА) или методом вакуумной короткоцикловой безнагревной адсорбции (ВКЦБА). (Отметим, что кислород можно также получать и путем электролиза воды, однако этот способ, во-первых, не оправдан с экономической точки зрения, а во-вторых, представляет высокую потенциальную опасность. Поэтому, электролизом воды кислород обычно производят не ради него самого, а как побочный продукт при производстве водорода.)

Криогенные кислородные установки способны вырабатывать кислород высокой степени очистки и в значительных количествах, однако они габаритны, довольно сложны и требуют больших начальных капитальных вложений, эффективно окупающихся только при постоянно высокой загрузке криогенной станции по производству кислорода - поэтому, криогенный способ подходит обычно лишь предприятиям, нуждающимся в очень значительных объемах кислорода.

Наша же компания предлагает генераторы кислорода, утилизирующие простой, надежный и выгодный экономически принцип короткоцикловой безнагревной адсорбции, с регенерацией адсорбента под небольшим избыточным давлением (КЦБА).

Принцип работы

Очень сильно упрощенная схема

Как и азотные установки, генераторы кислорода состоят из парных (двух или более) емкостей-адсорберов, заполненных зернами адсорбента. Однако, молекулы кислорода имеют меньший кинетический диаметр («размер»), и если при производстве азота достаточно углеродных молекулярных сит (CMS) с размером пор, позволяющим проникнуть в них молекулам кислорода, но не азота, то при выделении из воздуха кислорода этого недостаточно. В генераторах кислорода, используются синтетические цеолиты (молекулярные сита), обычно типов Z10-04, Z12-07, Z10-07 и аналогичных. Такие цеолиты преференциально задерживают молекулы азота, пропуская молекулы кислорода, благодаря не столько разному их размеру, сколько разной полярности.

Пока один адсорбер работает, задерживая молекулы азота, другой проходит цикл регенерации: давление резко сбрасывается, в результате чего бóльшая часть задержанного ранее газа (азота) теряет связь с зернами адсорбента и выбрасывается в атмосферу. После этого, из рабочего адсорбера, через откалиброванное сопло, в регенерируемый адсорбер выдувается небольшая часть вырабатываемого кислорода. Этот газ дополнительно очищает регенерируемый цеолит от молекул азота; полученная газовая смесь (модифицированный воздух) сбрасывается в атмосферу. После того, как цеолит в достаточной степени регенерирован (время регенерационной продувки заранее расчитано и заложено в память электронного блока управления), электромагнитный клапан, контролирующий выход газа в атмосферу, закрывается. Однако, через сопло в только что отрегенерированный адсорбер продолжает поступать кислород - и в результате, давление в нем быстро поднимается до уровня рабочего, после чего адсорбер готов к работе, то есть к переводу потока на него сжатого воздуха.

Принцип короткоцикловой адсорбции с регенерацией адсорбента при небольшом избыточном давлении прост, надежен, легко воплощаем конструктивно и проверен десятилетиями серийного производства установок для производства кислорода по всему миру. Генератор кислорода, сам по себе, почти не потребляет мощности - напряжение подается только на электромагнитные клапаны, управляющие подачей и сбросом газа в адсорберы, а также на не более мощные устройства управления и мониторинга: систему управления, датчики и пр. Поэтому, энергетическая эффективность генератора кислорода определяется только объемом сжатого воздуха, требующимся для производства того или иного объема кислорода.

Типичная схема линии производства кислорода

«Сырьем» для работы КЦБА-генератора кислорода является сжатый воздух, очищенный от компрессорного масла и пыли и осушенный. Типичная схема линии по производству кислорода методом короткоцикловой безнагревной адсорбции с помощью предлагаемых нами генераторов серии Oxygen показана на рисунке ниже:

Схема линии производства кислорода.
Знаком * отмечены дожимной кислородный компрессор и ресивер высокого давления,
необходимые только в том случае, если давления кислорода на выходе установки недостаточно.

Преимущества кислородных установок Sysadvance

Наш партнер, португальская компания Sysadvance - это известный в европе, а также, по историческим и «социо-лингвистическим» причинам, в Бразилии, производитель оборудования для разделения воздуха. Генераторы азота и кислорода производятся Sysadvance с конца 70х годов прошлого века. Производственный процесс Sysadvance сертифицирован в соответствии с многогранными требованиями ISO 9001, а кислородные установки в частности сертифицированы на соответствие как требованиям всех применимых европейских норм и стандартов, так и требованиям стандартов ГОСТ-Р. Наши генераторы кислорода - это:

 Высокое качество, надежность, техническая современность. Серия кислородных установок Oxygen - это оборудование, разработанное и производимое европейским производителем, с использованием сторонних комплектующих европейского же производства, и соответствующее всем европейским нормам и правилам. Основным рынком сбыта для Sysadvance также является Европа.

 Относительно невысокая, конкурентоспособная цена. Конечно, мы не можем конкурировать по ценам с, например, китайским оборудованием - однако по европейским меркам, цены Sysadvance, и, соответственно, наши розничные цены для наших российских клиентов, умеренны.

 Экономичность и быстрая окупаемость. Низкое соотношение «сжатый воздух / кислород» в совокупности с приемлемой ценой наших кислородных генераторов приводят к тому, что капитальные + эксплуатационные затраты быстро покрываются стоимостью произведенного кислорода (иными словами, сэкономленными на его закупке деньгами).

Технические данные

Стандартным, номинальным давлением сжатого воздуха, подаваемого на вход генераторов кислорода серии Oxygen, является 8 бар (изб). При этом давлении сжатого воздуха, наши генераторы производят кислород с избыточным давлением 5 бар - конечно, при желании его можно или легко редуцировать, или уже не так просто, а с использованием дожимного (бустерного) кислородного компрессора, поднять.

Тип	Чистота O2 85%		Чистота O2 90%		Чистота O2 95%		Масса, кг	Габариты, ДхШхВ, мм	Присоединение
	Выход O2, м³/ч	Вход СжВ, м³/ч	Выход O2, м³/ч	Вход СжВ, м³/ч	Выход O2, м³/ч	Вход СжВ, м³/ч
OXYGEN 2	0,25	5,0	0,2	4,0	0,1	2,0	30	75 x 35 x 80	½"
OXYGEN 5	0,5	10,0	0,4	8,0	0,2	4,0	40	75 x 35 x 80	½"
OXYGEN 10	1,0	20,0	0,8	16,0	0,4	8,0	60	90 x 35 x 90	½"
OXYGEN 15	1,5	22,5	1,2	18,0	0,6	9,0	80	90 x 35 x 110	½"
OXYGEN 25	2,5	37,5	2,0	30,0	1,0	15,0	120	90 x 40 x 110	½"
OXYGEN 35	4,0	32,0	3,6	36,0	2,8	30,8	500	75 x 96 x 182	¾"
OXYGEN 70	8,0	64,0	7,2	72,0	6,1	67,1	750	75 x 96 x 182	¾"
OXYGEN 90	10,7	85,6	9,6	96,0	8,2	90,2	850	75 x 185 x 182	¾"
OXYGEN 110	12,4	99,2	11,2	112,0	9,5	104,5	950	75 x 185 x 182	¾"
OXYGEN 200	22,0	176,0	20,0	200,0	17,0	187,0	1000	200 x 100 x 250	1½"
OXYGEN 300	33,0	264,0	30,0	300,0	25,5	280,5	1100	200 x 100 x 250	1½”
OXYGEN 450	49,0	392,0	45,0	450,0	38,0	418,0	1400	200 x 140 x 270	1½"
OXYGEN 500	55,0	440,0	50,0	500,0	42,5	467,5	1600	200 x 140 x 320	½"

Указано избыточное давление. Производительность приведена для температуры сжатого воздуха +35°C.

Производительность приведена к стандартным атмосферным условиям: температуре +20°C и абсолютному давлению 1 бар.

Напряжение электропитания всех генераторов кислорода серии Oxygen составляет 230В±10%˜50Гц; опционально - другое напряжение электропитания.

Сжатый воздух, поступающий в генератор, должен соответствовать классу 1.3.1, или более высокому, по стандарту ISO 8573-1 (это означает температуру точки росы под давлением не выше -40°C, очистку от частиц размером 0,01 µм и больше и от масла до его остаточного содержания не более 0,01 мг/м³). Наша компания предлагает все оборудование, требующееся для производства сжатого воздуха и его последующей очистки и осушения.