Desarrollo de un generador de oxígeno por adsorción por oscilación de presión
En 1895, el profesor Linde utilizó el efecto Joule-Thomson para construir el primer dispositivo líquido-aire.
En 1901, Linde fundó un taller de fabricación de equipos criogénicos en Múnich.
En 1902, la primera torre de destilación de una sola etapa diseñada por Linde estaba compuesta por un equipo de separación de aire. Kraut de Francia inventó el expansor y fundó la Air Liquefaction Company en París.
En 1903, Linde Company fabricó el primer generador de oxígeno industrial de 65438+100m3/h, que adoptó un proceso de estrangulación de alta presión.
En 1910, Francia fabricó el primer concentrador de oxígeno de proceso de media presión de 50 m3/h con expansor de pistón.
En 1920, Heilandt inventó un proceso de alta presión para producir oxígeno líquido mediante un expansor.
En 1924, Frankel sugirió sustituir los intercambiadores de calor universales por regeneradores empaquetados en metal en grandes plantas de separación de aire.
En 1926, Frankel propuso un tipo común de regenerador.
En 1930, Linde construyó la primera planta industrial Linde-Frank con una capacidad de producción de 255m3/h y una pureza del 99,5% de O2.
En 1932 se utilizó por primera vez un turboexpansor en la planta de Linde-Frankl. Alemania utilizó oxígeno por primera vez en las industrias metalúrgica y de amoníaco.
En 1939, la Unión Soviética construyó un turboexpansor de alta eficiencia y comenzó a estudiar equipos completos de separación de aire a baja presión.
Durante 1947, Linde Company se comprometió con equipos de producción de oxígeno industrial de baja presión. La Unión Soviética comenzó a diseñar generadores de oxígeno industriales a gran escala con todos los procesos de baja presión.
En 1949, Estados Unidos aplicó por primera vez intercambiadores de calor de placas a un generador de oxígeno de 29.000 m3/h.
En 1952, Austria utilizó por primera vez un convertidor de oxígeno puro para la fabricación de acero, lo que promovió un fuerte aumento en el uso de oxígeno metalúrgico.
Desde 65438 hasta 0955, Estados Unidos desarrolló vigorosamente misiles y consumió una gran cantidad de oxígeno líquido como acelerador de la combustión.
En 1957 se fabricó el primer concentrador de oxígeno automático de 120 toneladas/día.
En 1960, Japón completó un equipo dual de alta pureza, gran escala y bajo voltaje de 10.000 m3/h99,6 %O2 y 10.000 m3/h99,99 %N2.
En 1972, Francia fabricó el mayor equipo de separación de aire con oxígeno puro del mundo: 1.700 toneladas/día de O2 y 1.500 toneladas/día de N2.
Actualmente se están estudiando unidades de mayor tamaño.
1-2 Historia del desarrollo de la producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión
Desde la invención de la tecnología de separación por adsorción por cambio de presión, se ha utilizado ampliamente en la separación y purificación de mezclas de gases.
Primero, en 1958, Skarstorm solicitó una patente para aplicar esta tecnología a la separación del aire. Al mismo tiempo, Gerin de Montgareuil y Domine también solicitaron patentes en Francia. La diferencia entre los dos es que el ciclo Skarstorm lava y desorbe parte de los componentes del producto ligero de baja presión después de que se satura la adsorción del lecho, mientras que el ciclo Gerin-Domine utiliza la desorción al vacío.
En 1960, se construyó una unidad industrial de separación de aire por adsorción por oscilación de presión a gran escala.
En 1961, se utilizó un proceso de separación por adsorción por cambio de presión para recuperar disolventes de n-alcanos de alta pureza a partir de nafta, que se denominó proceso Isosiv. 1964 Perfeccionó el proceso de recuperación de n-alcanos a partir de fracciones de queroseno.
En 1966, se construyó una unidad de proceso de cuatro torres que utilizaba tecnología de adsorción por cambio de presión para extraer hidrógeno. Después de la década de 1970, se adoptó y desarrolló la operación de múltiples torres con cuatro o más torres hacia un desarrollo a gran escala.
En 1970, para satisfacer las necesidades bioquímicas del tratamiento de aguas residuales industriales respetuoso con el medio ambiente, se construyó un dispositivo industrial para la separación y recuperación de oxígeno. Al mismo tiempo, se usa ampliamente para extraer n-alcanos de la nafta y luego agregar el producto de isomerización a la fracción de gasolina para mejorar el proceso del hisómero de octanaje.
En 1975, se produjo una prueba de un concentrador médico enriquecido con oxígeno. En 1976, se desarrolló e industrializó el proceso de producción de nitrógeno por adsorción por oscilación de presión con tamiz molecular de carbono, y luego se utilizó el proceso de producción de nitrógeno al vacío con tamiz molecular de zeolita 5A. En 1983, Alemania introdujo tamices moleculares de carbono con un excelente rendimiento de producción de nitrógeno. En 1979, aproximadamente la mitad de todos los secadores de aire utilizaban el proceso de adsorción por cambio de presión de Skarstrom. Para aire seco o gases industriales, la adsorción por cambio de presión es más efectiva que la adsorción por cambio de temperatura. En la década de 1980, se desarrolló el proceso rápido de adsorción por cambio de presión (también conocido como adsorción por cambio de presión de bomba paramétrica).
Desde la década de 1990, debido a la escasez de energía eléctrica, la producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión ha ocupado un lugar en la fabricación de acero y otros campos.
Investigación sobre la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión en mi país.
El desarrollo de la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión en mi país comenzó temprano. A partir de 1966 se estudiaron técnicas para separar el aire de los tamices moleculares de zeolita. En la década de 1970, la producción de oxígeno en el aire con separación por adsorción por oscilación de presión se utilizó ampliamente en las industrias del acero, la fundición y los hornos de vidrio. Durante más de 20 años, debido a la dispersión de las fuerzas técnicas y la falta de contacto entre sí, el desarrollo de la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión en mi país ha sido lento y la brecha con los países extranjeros se ha vuelto cada vez más amplia. La década de 1970 fue el apogeo del desarrollo de la tecnología de producción de oxígeno con separación de aire PSA en mi país.
Más de una docena de unidades nacionales han llevado a cabo sucesivamente investigaciones experimentales sobre la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión y han establecido varios conjuntos de dispositivos de prueba industriales. El equipo de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión desarrollado durante este período tiene las siguientes similitudes:
(1) La mayoría adopta el proceso de adsorción por encima de la presión normal y desorción a presión normal, con 2 a 4 torres de adsorción;
p>(2) El pretratamiento de deshidratación se lleva a cabo antes de que el aire ingrese a la torre de adsorción;
(3) El equipo tiene poca confiabilidad y no puede funcionar de manera continua y estable, lo que resulta en la mayoría de los casos. equipos desguazados;
(4) Los indicadores técnicos y económicos están rezagados.
En la década de 1980, los proyectos de desarrollo de las unidades de investigación originales dedicadas a equipos de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión se suspendieron uno tras otro, y el desarrollo de la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión en China volvió a entrar en un punto muerto. .
La finalización del generador de oxígeno VSAO de 1000 Nm3/h en la planta de hierro y acero de Luoyang en la provincia de Henan marca la entrada formal de la adsorción por oscilación de presión en el campo industrial de mi país, y la adsorción por oscilación de presión se está desarrollando rápidamente en nuestro país.
En la década de 1990, la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión en mi país se desarrolló rápidamente. La tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión ha madurado gradualmente y los indicadores técnicos y económicos integrales de algunos productos se acercan a los niveles extranjeros avanzados. Años de práctica han demostrado que la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión de mi país salió del laboratorio y entró en la etapa práctica. Durante los últimos diez años, a través de la innovación tecnológica continua y la investigación y el desarrollo, la tecnología de producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión de mi país ha progresado y se ha desarrollado rápidamente, y la brecha con el nivel avanzado del mundo se está reduciendo. Pero en general, todavía existe una cierta brecha entre mi país y el nivel avanzado internacional en muchos aspectos. Por ejemplo, investigación sobre nuevos adsorbentes de alto rendimiento, mejora de los procesos de adsorción, análisis e investigación teórica, establecimiento de modelos matemáticos, seguimiento de la calidad y control automático y muchos otros aspectos.