圧力スイング吸着（PSA）空気分離酸素生産技術の進行

ここ数十年で出現したガス分離技術として、圧力スイング吸着（PSA）技術は酸素生成の分野で注目の焦点となっています。ほぼ1世紀の歴史を持つ極低温酸素生成プロセスと比較して、PSAテクノロジーは、柔軟な操作、低投資、優れたパフォーマンスの利点を持つ、中小-スケールの空気分離フィールドで支配的な位置を占め、-スケールに向かって絶えず発達しています。近年、テクノロジーの継続的なブレークスルーに伴い、総酸素生産におけるPSA酸素生成の割合は年々増加しており、化学産業の研究ホットスポットになりました。 Newtek Group（https：//www.newtek - group.com/）は、ガス分離技術の分野に深く関与している企業として、常にPSA空気分離酸素生成技術の開発に注意を払い、業界でこの技術の適用を積極的に促進しました。

PSA法と極低温法の技術的比較
 

  

コストと規模の分水界

2つの酸素生成プロセスのコストの違いは、酸素需要と酸素純度要件によって異なり、約8000m³/hはそれらの間の競争分岐点です。極低温法には、高-純度の酸素需要と大規模-スケールデバイスで利点がありますが、PSAメソッドは、酸素純度の要件が低い小規模-スケールデバイスとシナリオでより競争力があります。データは、総酸素生産におけるPSA酸素生産の割合が年々増加しており、1984年の4.0％から1992年の11.8％、1985年の6.0％から日本の33.0％に増加していることを示しています。

技術の進歩は競争力を促進します

1990年代以来、PSAテクノロジーは、吸着剤パフォーマンス、バルブ製造、および制御システムのブレークスルーを行ってきました。デバイスのスケールは、時速数百立方メートルから数千立方メートルに拡大し、1980年代の0.5 - 0.55 kW・h/m³から1990年代の約0.4kw・h/m³にエネルギー消費が減少しました。 1990年頃、日本の三菱重機は、当時世界最大の8650m³/h PSA酸素生成デバイスを建設し、この技術が極低温方法との競争における応用領域を絶えず拡大していることを示しています。

酸素生成吸着剤の開発と革新

ゼオライト分子ふるいの修正と最適化

吸着剤はPSA酸素生成技術の中核であり、そのパフォーマンスは分離効果に直接影響します。現在、業界で広く使用されている酸素生成分子シーブには、CAX、NAXタイプ、修正製品が含まれます。国内の研究機関は、修正技術を通じて分子ふるいのパフォーマンスを改善しました。たとえば、南京工科大学が開発したH243分子ふるいは窒素吸着能力が25.75cm³/gであり、窒素-酸素吸着能力H114分子シーブは5.06に達し、工業化の可能性があります。さらに、Lix ZeoliteはNaxよりも窒素吸着能力が50％高く、Liagx Zeoliteには大きな吸着能力と簡単な脱着の利点があります。

炭素分子ふるいのホットスポットを研究します

炭素分子ふるい（CMS）に関する研究は、細孔構造の制御と性能の最適化に焦点を当てています。磁気材料を追加することにより、酸素の吸着速度と選択性が改善され、高-純度酸素と窒素の分離が実現されます。北京大学によって開発された空気分離酸素生成のためのPU - 8特別な分子ふるいは、吸着能力と窒素-酸素分離係数を大幅に改善しました。

圧力スイング吸着プロセスの進行と適用

プロセス操作の最適化と開発

初期のPSA酸素生成デバイスは、主に高い-圧力吸着と大気脱着を採用しました。現在、大規模な-スケールデバイスの主流は、酸素回収を改善し、エネルギー消費を削減するための大気吸着と真空脱着です。産業用アプリケーションでは、運用圧と吸着剤のさまざまな組み合わせが多様なシナリオに適しています。たとえば、大きな-スケールデバイスは、大気吸着と真空脱着を採用しています。これは、電気炉、燃焼サポート、その他のフィールドで最大95.0％の純度で酸素を生成できます。

大規模な-スケールデバイスの経済とパフォーマンスのブレークスルー

大規模な-スケールのPSA酸素生成デバイスの国内企業の技術指標は常に改善されています。たとえば、北京大学のパイオニアテクノロジーの1000m³/hのデバイスは、0.35kW・h/m³という低い消費電力と酸素回収率が約66％であり、さまざまな指標が国際的なリーディングレベルに近いものです。 Kunshan Jinhu Machinery、Simet Asia Gas Systems、その他の企業のデバイスも、ガスの生産、純度、エネルギー消費においてうまく機能し、産業用途におけるPSAテクノロジーの経済的価値を示しています。

組み合わせたプロセスは、アプリケーションの境界を拡大します

高-純度の酸素の需要を満たすために、日本のSumitomo Seika Chemical Co.が開発したPSAプロセスを合わせて、炭素分子ふるいと修飾されたゼオライト分子ふるいの利点を組み合わせて、99.5％の純度と99.9％を超えるニトロゲンを伴う酸素を生成できます。 PSAの連続膜分離（CMC）と極低温法との組み合わせプロセスも研究中であり、PSAテクノロジーのアプリケーション範囲を拡大するための新しいアイデアを提供します。
 

NewTek Groupの技術レイアウトと産業貢献
 

Newtekグループ（https：//www.newtek - group.com/）PSA空気分離酸素生成テクノロジーの開発動向を維持し、吸着剤の研究開発、プロセスの最適化、およびデバイスの製造に引き続き投資しています。技術的な蓄積に依存して、グループはさまざまなスケールの酸素生成ニーズに合わせてカスタマイズされたソリューションを提供し、その製品は産業燃焼サポート、医療、環境保護、その他の分野で広く使用されています。 PSAテクノロジーの工業化を促進することにより、NewTek Groupは酸素生成産業の効率と環境保護レベルの改善を支援し、業界の持続可能な開発に貢献します。

結論：PSAテクノロジーの将来の見通し

酸素需要の成長に伴い、PSA空気分離酸素生成デバイスのスケールが拡大し続けます。新しい吸着剤とプロセスの最適化の開発は、将来の開発の焦点であり、製品の酸素の純度をさらに改善し、回復率を高め、投資とエネルギー消費を削減します。 PSAテクノロジーは、酸素生成の分野でますます重要な役割を果たしており、競争力を継続的に改善しています。 NewTek Groupのような企業は、技術革新と産業統合を引き続き促進し、業界をより高いレベルに導きます。