Í uppfærslu skólpvatns sveitarfélaga og háþróaður meðhöndlunarverkefnum í iðnaði hafa ósonframleiðendur orðið staðlað val fyrir háþróaða oxunarferla. En eitt sem reyndar hönnunarstofnanir og rekstraraðilar verksmiðju taka eftir er að á tillögustigi kaupa þeir sjaldan ósonrafall einan. Oftast innihalda þeir VPSA súrefnisverksmiðju sem hluta af sama pakka. Þetta er ekki búnt söluaðila. Rökin koma frá viðbragðsefnafræði og lífsferilskostnaðargreiningu.
Efnafræði ósonmyndunar setur harðar kröfur um fóðurgas
Ósonframleiðandi virkar með því að beita háspennuhleðslu til að jóna súrefnissameindir, brjóta O₂ og sameina þær aftur í O₃. Ef þú fóðrar kerfið með þrýstilofti (aðeins 21% súrefni) tekur köfnunarefnið sem eftir er þátt í hliðarhvörfum og myndar köfnunarefnisoxíð (NOx). Þetta skapar tvö vandamál. Í fyrsta lagi framleiðir NOx ætandi saltpéturssýru sem ræðst á losunarrör og innsigli. Í öðru lagi eyðir köfnunarefni jónunarorku án þess að framleiða nothæft óson, sem heldur uppskerunni mjög lágu.
Þess vegna þarf sérhver faglegur-ósonframleiðandi háan-styrk súrefnis sem fóðurgas. Í orði, að hækka súrefnishreinleika úr 21% í yfir 90% eykur skilvirkni ósonmyndunar veldisvísis. Þetta leiðir til fyrstu niðurstöðunnar: fóðurgaskerfið ákvarðar efnahagsþakið á allri ósonaðgerðinni.
VPSA tæknilegir eiginleikar og hæfir fyrir þetta forrit
VPSA stendur fyrir Vacuum Pressure Swing Adsorption. Ferlisferlið hefur tvo áfanga. Við andrúmsloftsþrýsting gleypa zeólít sameindasíur sérvalið nitur, sem gerir kleift að auðga súrefni og safna sem afurðargasi. Þá dregur lofttæmisdæla frá sér köfnunarefninu sem er fanga og endurnýjar sigtið.
Fyrir skólphreinsun býður VPSA upp á nokkra skýra tæknilega kosti.
1. Hreinleiki og daggarmark. Vel-hannað VPSA kerfi skilar stöðugt 90–95% súrefni. Með réttri þurrkun eftir-meðhöndlun helst daggarmarkið undir -60 gráðum. Þetta uppfyllir að fullu kröfur ósonframleiðandans um hreinleika og þurrk, sem kemur í veg fyrir rakatengda niðurbrot ósons eða bilun í rafmagnsrörum.
2. Sveigjanleiki álags. Frárennsli og mengunarálag breytist daglega og árstíðabundið. VPSA verksmiðja getur stillt súrefnisframleiðsla á milli 60% og 100% með því að stilla blásarainntaksleiðara eða hreyfihraða. Þessi mótun hefur varla áhrif á hreinleika súrefnis, sem gerir kerfinu kleift að passa nákvæmlega eftir ósonþörf og forðast orkusóun.
3. Öryggi. Í samanburði við geymslutanka fyrir fljótandi súrefni, er VPSA framleitt á-staðnum með engin há-þrýstihylki, engar hættur í frosti og engin hætta á flutningabílum. Fyrir marga aðstöðu gerir þetta eitt og sér VPSA að ákjósanlegasta kostinum.
Samanburður-við-hlið á helstu súrefnisframboðsvalkostum
Í raunverulegu verkfræðistarfi eru þrír valmöguleikar fyrir fóðurgas í huga fyrir utan VPSA: fljótandi súrefni (LOX) og háþrýstings-PSA. Beinn tæknilegur samanburður sýnir hvar VPSA passar.
LOX gefur mjög mikinn hreinleika (yfir 99,5%). En veikleiki þess er framboðsháð. Fyrir verkefni sem staðsett eru langt frá iðnaðargasverksmiðjum er flutningsáhætta af LOX flutningum veruleg. Einnig hafa LOX tankar óhjákvæmilegt uppgufunartap - um það bil 0,5–1% á dag, jafnvel þegar ekkert súrefni er notað. Frá sjónarhóli kerfisorku, neytti LOX þegar orku andstreymis með loftþjöppun, vökvamyndun, flutningi og endur-uppgufun.
Háþrýstings-PSA notar sömu aðsogsreglu og VPSA en frásogast við loftþrýsting í stað þess að vera undir lofttæmi. Þetta leiðir til minni súrefnisendurheimt -, venjulega 40–50% - samanborið við 65% eða meiri endurheimt VPSA með lofttæmi. Endurheimtarprósenta hefur bein áhrif á orkunotkun á hverja súrefniseiningu sem framleidd er. Fyrir ósonkerfi frárennslis sem keyrir meira en 20 klukkustundir á dag getur árlegur orkusparnaður frá VPSA jafnað upp á upphafskostnaðarmun á tiltölulega stuttum tíma. Þetta skiptir ekki síst máli miðað við hátt raforkuverð núna.
Mikilvægar verkfræðiupplýsingar fyrir kerfissamþættingu
Það er nauðsynlegt að velja rétta súrefnisframleiðslutækni en ekki nóg. Léleg samþætting getur eyðilagt afköst jafnvel besta búnaðarins. Auðvelt er að gleymast nokkrum smáatriðum en hafa afgerandi áhrif á áreiðanleika kerfisins.
- Súrefnisþrýstingssamsvörun og aukning. VPSA verksmiðja skilar venjulega súrefni á um það bil 0,05 MPa (mæli). Flestir ósonframleiðendur þurfa 0,1–0,2 MPa inntaksþrýsting. Það þarf því súrefnisörvun á milli þeirra. Orkunotkun og áreiðanleiki þessa aukastigs er lykilatriði í heildarorkunotkun aukakerfisins. Þegar þú velur örvunartæki skaltu velja einn sem þolir ósonöldrun og hefur góða innsigli fyrir súrefnisþjónustu.
- Staðsetning inntakslofts. Þessi mistök birtast oftar en skyldi. Eyðingartæki ósonframleiðanda losar einbeitt óson úr -gasi. Ef loftinntak VPSA verksmiðjunnar er staðsett undan vindi eða of nálægt þeim losunarstað, dregur kerfið inn óson í miklum-styrk. Óson er öflugt oxunarefni og eyðir hratt kristalbyggingu zeólít sameinda sigtisins. Þetta tjón er óafturkræft og getur verið banvæn verkfræðileg villa.
- Daggarmarksstýring með offramboði. Þó að -60 gráðu daggarmark sé oft nefnt sem nægjanlegt, bendir verkfræðireynsla til að tveggja-þurrkunarlest - kæliþurrkari auk þurrkara - sé öruggari. Daggarpunktsskjár á netinu á mikilvægu mælitækislínunni veitir snemmbúna viðvörun áður en þurrkefni kemst í gegn gerir fljótandi raka kleift að ná dýrum ósonlosunarfrumum.
Farið aftur að upprunalegu spurningunni: hvers vegna eru ósonframleiðendur frárennslisvatns svo oft paraðir við VPSA súrefnisverksmiðjur? Svarið liggur í eðlisefnafræði ósonmyndunar. Hátt-súrefnisfóður er ekki valkostur - það er forsenda mikillar-hagkvæmni, lítillar-krafts, langrar-lífs ósonoxunar.
Fyrir-súrefnisbirgðir á staðnum á litlum-til-meðalstórum sviðum (dæmigert fyrir flest skólpforrit), býður VPSA upp á bestu samsetningu súrefnisendurheimts, sveigjanleika í hleðslu og líftímakostnaði. Fljótandi súrefni virkar en færir aðfangakeðju og öryggi yfir höfuð. Háþrýstingur PSA virkar en eyðir meiri orku fyrir sama úttak. Skilningur á þessari tæknilegu rökfræði veitir raunverulegar leiðbeiningar til að hámarka háþróaða oxunarferlishönnun í skólphreinsistöðvum.
