Þar sem alþjóðleg orkuskipan flýtir fyrir breytingu sinni í átt að kostum með litlum-kolefnisskorti, hafa kröfur um hreinleika iðnaðargas, framboðsstöðugleika og aðlögunarhæfni ferlis orðið verulega strangari í nýrri orkuframleiðslu. Súrefni, sem eitt sinn var talið stuðningstól, er nú kjarnaferlismiðill. Iðnaðar súrefnisframleiðslubúnaður -, sérstaklega Pressure Swing Adsorption (PSA) og kryógenískar loftaðskilnaðareiningar - eru í auknum mæli notaðar í framleiðslu á litíum rafhlöðuefni, ljósbræðslu glers, vetnisframleiðslu og skyldum sviðum. Shenger Gas einbeitir sér að iðnaðaraðskilnaðartækni. Eftirfarandi umfjöllun útlistar hvernig súrefnisframleiðslubúnaður bætir hagnýtt gildi í nýjum orkunotkun.
Lithium Battery Bakskaut Efni Sintering: Þörfin fyrir stýrt súrefni andrúmsloft
Við há-hitun bakskautsefna eins og litíumjárnfosfat (LFP) og nikkel-kóbalt-mangan (NCM) hefur súrefnisstyrkur inni í ofninum bein áhrif á kristöllun og líftíma. Þegar súrefnismagn fer niður fyrir tilskilið viðmiðunarmörk aukast grindargallar og upphafleg nýtni kúlombískrar lækkar.
Iðnaðarsúrefnisframleiðendur geta stöðugt útvegað súrefnis-auðgað loft (90–95% hreinleika) eða iðnaðar-súrefni (99,5% eða hærra) til rúlluofna og ýtuofna. Í samanburði við geyma fyrir fljótandi súrefni,-súrefnismyndun á staðnum kemur í veg fyrir að strokka sé skipt út og dregur úr uppgufunartapi. Úttaksþrýstingurinn er stöðugur á bilinu 0,3–0,6 MPa, sem samsvarar dæmigerðum ofninntakskröfum. PSA súrefniskerfi með afkastagetu upp á 50 Nm³/klst. getur áreiðanlega stutt bakskautsefnisframleiðslulínu með árlegri framleiðslu upp á um það bil 10.000 tonn.
Ljósbráðnun glers: Súrefnisbirgðir fyrir súrefni-eldsneytisbrennslu
Í ljósvakaframleiðslu (PV) flotglerframleiðslu fer bræðsluhiti oft yfir 1500 gráður. Hefðbundin loft-eldsneytisbrennsla gerir næstum 78% köfnunarefnis kleift að flytja varma burt án þess að taka þátt í hvarfinu, en myndar jafnframt köfnunarefnisoxíð. Að skipta yfir í oxý-eldsneytisbrennslu hækkar logahitann, eykur bræðsluskilvirkni og styttir fíngerðarstig glerbræðslunnar.
Súrefnisframleiðendur veita 90–93% súrefnis-auðgað loft í ofninn. Með þrepaskiptri súrefnisinnspýtingarstýringu er hægt að minnka eldsneytisnotkun um 15–25% og losun NOx lækkar niður í það sem stenst umhverfisstaðla. Glerbráðnun krefst stöðugs,-mikils súrefnis með litlum-sveiflum til skamms tíma. Miðflótta- eða stór PSA súrefniskerfi með biðminni eru betur til þess fallin að meðhöndla þrýstingsbreytingar við lokuskipti.
Grænt vetnisframleiðsla og eldsneytisfrumuprófun: Súrefnisendurheimt frá rafgreiningu
Við rafgreiningu vatns til vetnisframleiðslu myndast súrefni sem sam-vara við forskautið. Í basískum eða PEM rafgreiningartækjum nær aukaafurð súrefnisins venjulega 99,2% hreinleika eða hærra, með aðeins minniháttar ummerki af basískum þoku eða raka. Eftir þvott og þurrkun er hægt að nota þetta súrefni beint til að lofta skólp eða klippa málm í nálægum aðstöðu, sem skapar aukinn tekjustreymi frá því sem oft er útblásið.
R&D prófunarbekkir fyrir eldsneytisfrumur krefjast nákvæmrar stjórnunar á súrefnisstyrk bakskautsinntaks. Lítil PSA súrefnisframleiðendur eða súrefnis-köfnunarefnisblöndunarkerfi gera verkfræðingum kleift að líkja eftir mismunandi hæðum og lofthæðum. Fyrir prófunar-beiðni verður daggarmark súrefnis að vera undir -60 gráðum og kerfið verður að bregðast hratt við breytingum á flæðiþörf.
Hitameðferð á notuðum litíum rafhlöðum: súrefnis-auðgað hitauppstreymi fyrir málmendurheimt
Eftir að hafa mulið og flokkað notaðar litíum rafhlöður, inniheldur rafskautsduftið sem eftir er bindiefni og skiljur sem þarf að fjarlægja með hitagreiningu. Undir súrefnis-auðguðu andrúmslofti (30–40% súrefni) nær lág-hitahitun fram fullkomnari oxun lífrænna efna en dregur úr tilhneigingu til að mynda díoxín. Í síðara bræðslustigi kopar, áls, kóbalts og nikkels, eykur súrefnishúðun baðhræringu og styttir bræðsluferlið.
Súrefnisgjafar í gáma eða renna-virka vel á-endurvinnslustöðvum. Þeir þurfa minna en 20 fermetra gólfpláss og aðeins rafmagns- og vatnstengingar - engin öryggismat eða leyfi sem tengjast geymslutankum fyrir fljótandi súrefni.
Lykilvalsskilyrði fyrir iðnaðar súrefnisgjafa (fyrir nýjar orkuver)
Nýjar orkuframleiðslulínur eru venjulega staðsettar í iðnaðargörðum þar sem búist er við miklum spennutíma og eftirlitslausum rekstri. Helstu þættir til að meta eru:
- Hreinleikasamsvörun: Ef ferlið krefst meira en eða jafnt og 99,5% súrefnis (td ákveðin sintrunarþrep), er kælimyndandi eða tveggja- PSA kerfi ákjósanlegt. Fyrir ferla þar sem 93% hreinleiki er nægjanlegur býður eins- PSA betri hagkvæmni.
- Daggarmarksstýring: Fyrir langar pípur eða umhverfi með miklar hitasveiflur ætti að bæta við kæli- eða þurrkandi þurrkara til að koma í veg fyrir að fljótandi vatn berist í háhitaofna-.
- Orkunotkun: PSA eyðir u.þ.b. 0,35–0,45 kWh á hvern Nm³ af framleiddum súrefni. Cryogenic kerfi eyða 0,55–0,70 kWh/Nm³ (þar á meðal loftþjöppun og sundrun). Fyrir stóra-notkun (Stærra en eða jafnt og 500 Nm³/klst.) getur heildareignarkostnaður fyrir frostefna verið lægri.
- Offramboðsstefna: Fyrir ferla þar sem truflun á súrefni er óviðunandi, ætti að íhuga N+1 einingastillingu eða varasúrefnistank fyrir fljótandi.
Iðnaðarþróun og uppfærsla búnaðar
Ný orkuframleiðsluferli halda áfram að þróast. Til dæmis, natríum-rafhlöðu bakskautssinting krefst þrengri súrefnisstyrksglugga (þol innan ±0,5%), sem gerir meiri kröfur um stöðugleika rafala. Á sama tíma, þegar grænt vetnisverkefni stækka, er súrefnisnotkun aukaafurðar frá rafgreiningu að færast úr valkosti yfir í nauðsyn - 1.000-tonna-vetnisverksmiðja á ári framleiðir um það bil 8.000 tonn af súrefni árlega. Að losa súrefnið út þýðir umtalsvert auðlindatap.
Framtíðarbúnaður fyrir súrefnisframleiðslu í iðnaði mun fara í átt að mát hönnun, minni orkunotkun og snjöllri stjórn. Dæmi eru meðal annars geislamyndaaðsogsrúm til að draga úr flæðisviðnámi, gervigreindarlíkön sem byggjast á -líkönum til að stilla lotutíma til að bregðast við eftirspurnarsveiflum og IoT greiningu fyrir óeðlileg ventilskipti. Þessar endurbætur taka á kjarnakröfum nýrrar orkuframleiðslu: stöðugleika, hreinleika og stjórnunarhæfni.
