Nhu cầu oxy liên tục về cơ bản khác với việc sử dụng oxy thường xuyên hoặc khẩn cấp. Một cơ sở tiêu thụ oxy trong vài giờ mỗi ngày thường có thể hoạt động bằng bình chứa, miễn là khả năng lưu trữ và hậu cần giao hàng được quản lý hợp lý. Tuy nhiên, khi cần oxyliên tục, với lưu lượng có thể dự đoán được và trong một khoảng thời gian hoạt động kéo dài, nguồn oxy sẽ trở thành một phần của cơ sở hạ tầng xử lý của cơ sở.

Sự khác biệt này rất quan trọng trong các bệnh viện, hoạt động khai thác mỏ, cơ sở nuôi trồng thủy sản, nhà máy xử lý nước thải, hoạt động xử lý kim loại, sản xuất thủy tinh, tạo ozone và các ngành công nghiệp sử dụng nhiều oxy khác.

Hai phương pháp cung cấp phổ biến là:

Bình oxy → Bảo quản → Điều chỉnh áp suất → Điểm sử dụng

Và

Không khí xung quanh → Máy nén → Xử lý không khí → Máy tạo oxy PSA → Bộ đệm/Phân phối → Điểm sử dụng

Không có công nghệ nào tự động phù hợp cho mọi ứng dụng. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào lưu lượng oxy, độ tinh khiết, áp suất, giờ hoạt động, vị trí địa điểm, yêu cầu dự phòng và liệu oxy có cần thiết làm khí xử lý hay dự trữ khẩn cấp hay không.

Đối với cơ sở vật chất cótiêu thụ oxy liên tục và tương đối có thể dự đoán đượctuy nhiên, nhà máy oxy PSA tại chỗ có thể cung cấp mô hình cung cấp khác biệt cơ bản với các bình được giao.

"Nhu cầu oxy liên tục" thực sự có nghĩa là gì?

Nhu cầu oxy liên tục không chỉ đơn giản có nghĩa là oxy được sử dụng hàng ngày.

Từ góc độ kỹ thuật, nhu cầu liên tục thường có một số đặc điểm:

oxy được tiêu thụ trong thời gian hoạt động kéo dài;

lưu lượng yêu cầu tương đối ổn định hoặc tuân theo biểu đồ tải có thể dự đoán được;

sự gián đoạn cung cấp oxy ảnh hưởng đến quá trình;

oxy phải có sẵn mà không cần chờ cung cấp bên ngoài;

và tổng nhu cầu đủ lớn để bù đắp cho cơ sở hạ tầng cung cấp chuyên dụng.

Ví dụ, một trang trại nuôi trồng thủy sản có thể cần oxy liên tục để duy trì mức oxy hòa tan.

Nhà máy xử lý nước thải có thể cần oxy trong suốt chu trình xử lý sinh học.

Hoạt động khai thác có thể liên tục bơm oxy vào quá trình luyện kim.

Một bệnh viện có thể cần oxy suốt cả ngày lẫn đêm, với nhu cầu thay đổi tùy theo sức chứa của bệnh nhân.

Các ứng dụng này có một đặc điểm chung:

Oxy là một tiện ích của quá trình chứ không phải là vật tư tiêu hao thường xuyên.

Điều đó thay đổi cách thiết kế hệ thống cung cấp oxy.

Bình oxy cung cấp nhu cầu liên tục như thế nào

Bình oxy lưu trữ oxy đã được sản xuất ở nơi khác.

Chuỗi cung ứng tương đối đơn giản:

Cơ sở sản xuất oxy → Đổ đầy xi lanh → Vận chuyển → Bảo quản → Bộ điều chỉnh → Điểm sử dụng

Khi xi lanh được kết nối với hệ thống, oxy nén sẽ chảy qua bộ điều chỉnh áp suất và đường ống phân phối.

Đối với nhu cầu oxy nhỏ, đây có thể là một giải pháp hiệu quả.

Một cơ sở có thể giữ một số xi lanh được kết nối với một ống góp trong khi các xi lanh bổ sung vẫn được dự trữ.

Khi các xi lanh hoạt động cạn kiệt, ống góp có thể chuyển sang nhóm dự trữ.

Các xi lanh rỗng sau đó được thay thế bằng các xi lanh đầy đủ.

Điều này tạo ra mộtcung cấp liên tục thông qua vòng quay xi lanh, thay vì tạo ra oxy liên tục tại thời điểm sử dụng.

Sự khác biệt là quan trọng.

Bản thân việc cung cấp oxy có thể liên tục, nhưngnguồn phụ thuộc vào sự bổ sung bên ngoài.

Nơi bình oxy hoạt động tốt

Xi lanh vẫn có tính ứng dụng cao khi mức tiêu thụ oxy là:

tương đối thấp;

không liên tục;

phân bố về mặt địa lý;

định hướng khẩn cấp;

hoặc khó có thể biện minh bằng thiết bị phát điện cố định.

Các ví dụ điển hình bao gồm:

Oxy khẩn cấp

Đội cấp cứu có thể chỉ cần oxy trong những sự cố cụ thể.

Cơ sở y tế nhỏ

Một phòng khám nhỏ với mức tiêu thụ oxy hạn chế có thể duy trì bình oxy làm nguồn chính hoặc dự phòng.

Hàn và cắt

Việc tiêu thụ oxy chỉ có thể xảy ra khi công việc chế tạo được thực hiện.

Ứng dụng phòng thí nghiệm

Một số phòng thí nghiệm có yêu cầu về thể tích oxy thấp nên không phù hợp với nhà máy sản xuất oxy.

Nguồn cung cấp dự phòng

Ngay cả các cơ sở có nhà máy oxy PSA cũng có thể giữ lại bình oxy để dự phòng trong trường hợp khẩn cấp.

Hướng dẫn của WHO xác định cụ thể các bình là nguồn dự phòng quan trọng cho hệ thống oxy PSA vì các nhà máy PSA yêu cầu nguồn điện đáng tin cậy và bảo trì theo kế hoạch.

Vì vậy, câu hỏi đặt ra không phải là liệu xi lanh có “lỗi thời” hay không.

Chúng vẫn là một phần quan trọng của nhiều hệ thống oxy.

Nơi xi lanh trở nên phức tạp hơn

Tình hình thay đổi khi lượng oxy tiêu thụ trở nên liên tục và cao.

Hãy xem xét một cơ sở hoạt động suốt ngày đêm.

Nếu lượng oxy tiêu thụ tiếp tục mỗi giờ, lượng oxy dự trữ bên trong các bình sẽ cạn kiệt dần.

Cơ sở sau đó phụ thuộc vào:

Tiêu thụ → Cạn kiệt xi lanh → Giao hàng → Thay thế → Tiêu thụ

Nhu cầu oxy càng lớn thì chu kỳ này xảy ra càng thường xuyên.

Điều này tạo ra một số yêu cầu hoạt động:

đủ lượng tồn kho xi lanh;

không gian lưu trữ chuyên dụng;

lịch trình giao hàng thường xuyên;

xử lý xi lanh;

quản lý đa dạng;

tiếp cận giao thông;

điều chỉnh áp suất;

bộ sưu tập xi lanh rỗng;

và dự trữ khẩn cấp.

Nhà máy oxy có thể hoạt động liên tục nhưng chuỗi cung cấp oxy không độc lập.

Nó phụ thuộc vào độ tin cậy của nhà cung cấp khí đốt bên ngoài và mạng lưới giao thông.

Nhà máy oxy PSA hoạt động khác biệt như thế nào

Nhà máy oxy PSA tạo ra oxy trực tiếp từ không khí trong khí quyển.

Quá trình cơ bản là:

Không khí xung quanh → Nén → Lọc/Sấy khô → Hấp phụ PSA → Khí giàu oxy

PSA có nghĩa làHấp phụ xoay áp suất.

Hệ thống sử dụng vật liệu sàng phân tử ưu tiên hấp thụ nitơ từ khí nén.

Trong giai đoạn hấp phụ, nitơ được giữ lại bằng rây phân tử trong khi khí giàu oxy thoát ra khỏi bình hấp phụ.

Sau đó, bình được giảm áp suất để giải phóng nitơ hấp phụ và tái tạo sàng phân tử.

Nhiều bình hấp phụ hoạt động theo chu kỳ xen kẽ.

Điều này cho phép hệ thống liên tục tạo ra oxy thay vì lưu trữ toàn bộ nhu cầu oxy trong bình.

Các nhà máy PSA được sử dụng làm nguồn oxy tại chỗ và WHO chỉ định công nghệ PSA để sản xuất oxy y tế ở nồng độ oxy khoảng 93% ± 3% theo các thông số kỹ thuật liên quan.

Hệ thống PSA công nghiệp có thể được cấu hình cho các yêu cầu về độ tinh khiết, lưu lượng và áp suất oxy khác nhau.

Sự khác biệt cơ bản: Oxy được lưu trữ so với oxy được tạo ra

Cách dễ nhất để hiểu sự khác biệt là xem nguồn cung cấp oxy đến từ đâu.

Hệ thống dựa trên xi lanh

Nhà máy oxy bên ngoài → xi lanh → lưu trữ cục bộ → tiêu thụ

Cơ sở lưu trữ oxy được tạo ra ở một nơi khác.

Hệ thống dựa trên PSA

Không khí trong khí quyển → Máy tạo PSA → mức tiêu thụ

Cơ sở này tạo ra oxy tại nơi nó được tiêu thụ.

Điều này có nghĩa là nhà máy PSA không cần phải duy trì đủ lượng xi lanh tồn kho để đáp ứng mức tiêu thụ bình thường hàng ngày.

Thay vào đó, cây cần:

năng lượng điện đáng tin cậy;

thiết bị khí nén;

xử lý không khí thích hợp;

thiết bị hấp phụ PSA;

điều khiển;

BẢO TRÌ;

và đệm/lưu trữ oxy thích hợp.

Do đó, mô hình cung thay đổi từlưu trữ phụ thuộc vào hậu cầnĐẾNthế hệ phụ thuộc vào thiết bị.

Nhu cầu liên tục làm cho tốc độ dòng chảy quan trọng hơn số lượng xi lanh

Khi so sánh hai hệ thống, chỉ nhìn vào số lượng xi-lanh có thể gây hiểu nhầm.

Thông số kỹ thuật hữu ích hơn làtỷ lệ tiêu thụ oxy.

Ví dụ:

Nhu cầu oxy=30 Nm³/h

có nghĩa là cơ sở cần khoảng 30 mét khối oxy bình thường mỗi giờ trong các điều kiện tham chiếu được chỉ định.

Trong khoảng thời gian 24 giờ:

30 × 24=720 Nm³/ngày

Đây không phải là khuyến nghị cho một quy mô nhà máy cụ thể; nó chỉ đơn giản minh họa tại sao nhu cầu liên tục làm thay đổi cách tính cung.

Hệ thống bình chứa phải cung cấp đủ lượng oxy dự trữ để bù đắp lượng tiêu thụ này giữa các lần giao hàng.

Thay vào đó, hệ thống PSA cần có đủ công suất tạo ra oxy với tốc độ xấp xỉ yêu cầu, với mức cho phép phù hợp cho nhu cầu cao điểm, bảo trì và dự phòng.

Vì vậy, việc lựa chọn nhà máy oxy nên bắt đầu bằng:

Nhu cầu trung bình + nhu cầu cao điểm + lịch trình hoạt động + yêu cầu dự trữ

thay vì chỉ hỏi:

"Hiện tại chúng ta đang sử dụng bao nhiêu xi lanh?"

Tại sao hậu cần xi lanh trở nên quan trọng tại các địa điểm từ xa

Nguồn cung xi lanh phụ thuộc nhiều vào vận chuyển.

Điều này có thể được quản lý ở các khu công nghiệp đô thị nơi có nhà cung cấp oxy ở gần.

Tình huống có thể rất khác đối với:

trại khai thác từ xa;

lắp đặt ngoài khơi;

bệnh viện nông thôn;

trang trại nuôi trồng thủy sản biệt lập;

cơ sở công nghiệp sa mạc;

cơ sở đảo;

và các công trường xây dựng tạm thời.

Tuyến giao hàng có thể liên quan đến vận tải đường bộ đường dài hoặc nhiều giai đoạn hậu cần.

Bất kỳ sự gián đoạn nào cũng có thể ảnh hưởng đến lượng oxy sẵn có.

Nhà máy PSA giảm tần suất cung cấp oxy bên ngoài vì nguyên liệu chính của nó là không khí xung quanh.

Đối với các cơ sở ở xa, đây có thể là một vấn đề cần cân nhắc về mặt vận hành.

Điều đó không có nghĩa là hậu cần bên ngoài biến mất hoàn toàn.

Cơ sở vẫn cần phụ tùng thay thế, vật liệu bảo trì máy nén, bộ lọc và các vật tư tiêu hao khác.

Nhưng bản thân oxy không còn cần phải được vận chuyển đến địa điểm trong mỗi chu kỳ bổ sung nữa.

PSA Oxygen cung cấp oxy thế hệ liên tục, không phải oxy không giới hạn

Một sự khác biệt kỹ thuật quan trọng thường bị bỏ qua.

Một nhà máy oxy PSA làmkhôngoxy trung bình có sẵn bất kể điều kiện hoạt động.

Máy phát điện yêu cầu:

năng lượng điện;

thức ăn không khí;

chất lượng không khí thích hợp;

áp suất vận hành phù hợp;

van hấp phụ hoạt động;

làm mát thích hợp;

và bảo trì thường xuyên.

Nếu máy nén dừng, máy tạo oxy PSA không thể tiếp tục sản xuất oxy vô thời hạn.

Nếu nguồn điện bị gián đoạn, quá trình sản xuất oxy cũng dừng lại trừ khi hệ thống có nguồn điện dự phòng hoặc dự trữ oxy dự trữ.

Đây là lý do tại sao một hệ thống oxy đáng tin cậy không chỉ đơn giản là:

PSA → Quy trình

Đối với các ứng dụng quan trọng, sự sắp xếp chắc chắn hơn có thể là:

PSA → Đệm oxy → Quy trình

với:

Xi lanh dự phòng → Cung cấp khẩn cấp

Hướng dẫn của WHO cũng nhấn mạnh tương tự về nguồn điện, khả năng bảo trì và oxy dự phòng đáng tin cậy cho các hệ thống dựa trên PSA.

Cấu Hình Mạnh Nhất Thường Là PSA + Xi Lanh

Việc so sánh không phải lúc nào cũng cần phải:

PSA HOẶC Xi lanh

Đối với các ứng dụng có nhu cầu liên tục quan trọng, kiến ​​trúc tốt hơn có thể là:

PSA làm nguồn chính + Xi lanh làm nguồn dự phòng

Trong quá trình hoạt động bình thường:

PSA → Phân phối oxy → Quá trình

Trong quá trình bảo trì PSA hoặc gián đoạn nguồn điện:

Xi lanh dự phòng → Điều chỉnh áp suất → Quy trình

Điều này tạo ra sự dư thừa nguồn.

Nhà máy PSA xử lý tải cơ bản liên tục, trong khi xi lanh đảm nhận:

khởi động;

BẢO TRÌ;

tình huống khẩn cấp;

đỉnh nhu cầu tạm thời;

và việc tắt PSA bất ngờ.

Điều này đặc biệt có liên quan đến các hệ thống oxy y tế, nơi mà việc gián đoạn oxy có thể gây ra hậu quả ngay lập tức.

Hướng dẫn của WHO và hệ thống oxy liên quan nhận ra nhiều nguồn oxy và đề xuất các phương án dự phòng thay vì dựa vào một nguồn duy nhất cho các dịch vụ quan trọng.

Đường ống trực tiếp thay đổi tính kinh tế của việc phân phối oxy

Nhà máy oxy PSA có thể cung cấp oxy trực tiếp qua đường ống.

Hệ thống có thể là:

PSA → Bể đệm → Điều chỉnh áp suất → Tiêu đề oxy chính → Người dùng cuối

Điều này giúp loại bỏ việc xử lý xi lanh thủ công lặp đi lặp lại ở mỗi điểm sử dụng.

Đường ống trực tiếp đặc biệt hữu ích khi người tiêu dùng oxy đứng yên.

Ví dụ bao gồm:

phường bệnh viện;

lò phản ứng nước thải;

bể nuôi trồng thủy sản;

lò phản ứng công nghiệp;

bể xử lý luyện kim;

và thiết bị sản xuất tập trung.

PATH lưu ý rằng các nhà máy sản xuất oxy có thể cung cấp oxy thông qua đường ống hoặc thông qua nạp xi lanh, và hệ thống cung cấp oxy số lượng lớn qua đường ống có thể thuận lợi cho việc cung cấp oxy liên tục.

Đối với một cơ sở cố định, điều này có thể giúp hệ thống oxy tự động hóa dễ dàng hơn nhiều.

Làm đầy xi lanh vẫn có vai trò quan trọng

PSA không loại bỏ tính hữu dụng của xi lanh.

Nhà máy PSA có thể được trang bị bộ tăng cường oxy và ống nạp xi lanh.

Cấu hình trở thành:

PSA → Bộ đệm oxy → Máy nén tăng áp → Ống nạp → Xi lanh

Điều này cho phép cơ sở tạo ra oxy cục bộ trong khi vẫn duy trì bình chứa cho:

đội y tế cơ động;

cơ sở vệ tinh;

khu vực làm việc xa xôi;

ứng phó khẩn cấp;

lưu trữ dự phòng;

và vận chuyển tới người dùng lân cận.

Tài liệu của WHO mô tả cụ thể các nhà máy oxy PSA có khả năng cung cấp oxy trực tiếp bằng đường ống hoặc, bằng máy nén tăng áp, nạp lại xi lanh để phân phối hoặc dự phòng.

Do đó, PSA và xi lanh có thể hoạt động như những công nghệ bổ sung cho nhau.

Độ tinh khiết của oxy không phải là tiêu chí lựa chọn duy nhất

Một sai lầm phổ biến là so sánh các hệ thống chỉ dựa trên độ tinh khiết của oxy.

Đối với các ứng dụng công nghiệp liên tục, một số thông số đều quan trọng như nhau:

Ví dụ, một hệ thống sản xuất oxy với độ tinh khiết phù hợp nhưng lưu lượng không đủ sẽ không thể hỗ trợ quá trình này.

Tương tự như vậy, một nhà máy PSA có lưu lượng đủ nhưng áp suất đầu ra không đủ vẫn có thể cần thêm thiết bị hạ lưu.

Nhu cầu oxy liên tục đòi hỏi phải có công suất phù hợp

Các nhà máy cung cấp oxy PSA không nên chỉ được lựa chọn theo mức tiêu thụ oxy trung bình.

Một tiến trình có thể có:

Nhu cầu trung bình → 60 Nm³/h

Nhưng:

Nhu cầu cao nhất → 80 Nm³/h

Nếu nhà máy có kích thước chính xác đến 60 Nm³/h, nó có thể gặp khó khăn khi vận hành cao điểm.

Ngược lại, việc lựa chọn một nhà máy quá lớn có thể dẫn đến công suất thiết bị không cần thiết và điều kiện vận hành không hiệu quả.

Một cách tiếp cận tốt hơn là thiết lập hồ sơ nhu cầu hoàn chỉnh:

Tải cơ bản

Nhu cầu oxy trong điều kiện hoạt động bình thường.

Tải cao điểm

Nhu cầu oxy tối đa dự kiến.

Tải khởi động

Nhu cầu oxy trong quá trình khởi động.

Tải chờ

Nhu cầu oxy phải luôn sẵn có trong quá trình hỏng hóc một phần thiết bị.

Tải tương lai

Nhu cầu oxy bổ sung dự kiến ​​sau khi mở rộng.

Dữ liệu này cung cấp cơ sở cho việc xác định quy mô nhà máy PSA.

Lưu trữ xi lanh có dấu chân vật lý

Hệ thống xi lanh yêu cầu khu vực lưu trữ vật lý.

Cơ sở cần có sự sắp xếp riêng cho:

xi lanh đầy đủ;

xi lanh kết nối;

xi lanh rỗng;

xi lanh dự trữ;

xử lý xi lanh;

và lối vào cho các phương tiện giao hàng.

Khi mức tiêu thụ oxy tăng lên, số lượng xi lanh cần thiết có thể tăng lên đáng kể.

Điều này có thể tạo ra vấn đề cho các khu công nghiệp nhỏ gọn.

Nhà máy PSA chuyển phần lớn lượng tồn kho vật chất này từ nơi lưu trữ oxy sang thiết bị.

Thay vì lưu trữ số lượng lớn bình oxy, cơ sở này lưu trữ các thiết bị cần thiết để sản xuất oxy.

Đây là một lý do khiến việc sản xuất tại chỗ có thể hấp dẫn khi mức tiêu thụ liên tục ở mức cao.

Các nhà máy PSA có yêu cầu cơ sở hạ tầng riêng

Không nên phóng đại lợi thế về không gian của PSA.

Một nhà máy oxy PSA hoàn chỉnh có thể bao gồm:

máy nén khí;

máy thu không khí;

máy sấy không khí;

hệ thống lọc;

bình hấp phụ PSA;

bể đệm oxy;

máy phân tích oxy;

tủ điều khiển;

thiết bị làm mát;

đường ống;

và bộ tăng cường oxy tùy chọn.

Vì vậy, nhà máy vẫn cần có khu vực thiết bị phù hợp.

Sự khác biệt là dấu chân chủ yếu làthiết bị sản xuất, thay vì một lượng lớn bình oxy nén.

Đối với các nhà máy PSA đóng container, nhiều bộ phận trong số này có thể được tích hợp vào một vỏ bọc có thể vận chuyển được.

Nguồn điện trở thành yếu tố chính cho PSA

Bình có thể tiếp tục cung cấp oxy khi mất điện, với điều kiện là lượng bình còn trống và hệ thống điều tiết phía sau có thể hoạt động.

Máy phát điện PSA không thể tạo ra oxy nếu không có nguồn điện.

Đây là một trong những khác biệt quan trọng nhất giữa hai công nghệ.

Do đó, đối với một ứng dụng quan trọng, các kỹ sư nên đánh giá:

Nguồn điện bình thường → Nguồn điện dự phòng → Dự trữ oxy dự trữ

thay vì coi máy phát PSA là nguồn duy nhất.

Các sắp xếp dự phòng có thể bao gồm:

máy phát điện dự phòng;

nguồn cấp điện kép;

Hệ thống UPS để điều khiển;

lưu trữ đệm oxy;

và xi lanh dự phòng.

Cấu hình phù hợp phụ thuộc vào mức độ quan trọng của việc cung cấp oxy không bị gián đoạn cho quá trình này.

Bảo trì PSA khác với thay thế xi lanh

Hệ thống xi lanh chủ yếu yêu cầu quản lý hậu cần.

Các hoạt động chính bao gồm:

kiểm tra áp suất xi lanh;

thay đổi xi lanh;

kiểm tra đa tạp;

giám sát lịch trình giao hàng;

và duy trì các cơ quan quản lý.

Hệ thống PSA yêu cầu bảo trì thiết bị.

Các thành phần quan trọng bao gồm:

Máy nén

Máy nén là một trong những hệ thống cơ khí chính và cần được kiểm tra và bảo trì theo lịch trình.

Xử lý không khí

Bộ lọc và máy sấy phải duy trì chất lượng không khí cấp theo yêu cầu.

Van PSA

Van chuyển mạch tự động hoạt động liên tục trong chu kỳ PSA và cần được giám sát.

Sàng phân tử

Chất hấp phụ phải được bảo vệ khỏi ô nhiễm dầu và hơi ẩm.

Máy phân tích oxy

Giám sát nồng độ oxy rất quan trọng để xác minh chất lượng khí sản phẩm.

Hệ thống điều khiển

PLC, cảm biến, cảnh báo và chức năng tự động tắt phải được kiểm tra định kỳ.

Triết lý hoạt động do đó thay đổi từquản lý tồn kho khíĐẾNquản lý thiết bị.

Cái nào phù hợp hơn cho bệnh viện?

Đối với các bệnh viện, câu trả lời phụ thuộc rất nhiều vào nhu cầu oxy và cơ sở hạ tầng.

Một cơ sở nhỏ với mức tiêu thụ tương đối thấp có thể chủ yếu dựa vào bình hoặc máy tập trung oxy.

Một bệnh viện lớn hơn với nhu cầu oxy liên tục có thể sử dụng nhà máy PSA tại chỗ kết nối với đường ống dẫn khí y tế.

WHO công nhận thực vật PSA là nguồn cung cấp oxy y tế và tuyên bố rằng oxy có thể được dẫn trực tiếp đến các khu vực lâm sàng hoặc được sử dụng để nạp lại xi lanh bằng hệ thống tăng áp thích hợp.

Tuy nhiên, đối với các ứng dụng y tế quan trọng, PSA thường phải được kết hợp với nguồn oxy dự phòng thích hợp.

Mục tiêu không chỉ đơn giản là sản xuất oxy với giá rẻ.

Mục tiêu là để duy trìsẵn có liên tục, chất lượng được xác minh, áp suất phù hợp và phân phối đáng tin cậy.

Cái nào phù hợp hơn cho việc khai thác?

Các ứng dụng khai thác thường có lợi thế lớn trong việc tạo ra oxy tại chỗ khi nhu cầu oxy liên tục.

Các ứng dụng có thể bao gồm:

rửa trôi;

quá trình oxy hóa luyện kim;

xử lý nước thải;

dịch vụ y tế khẩn cấp;

và các ứng dụng quy trình khác.

Một mỏ ở xa có thể cách nhà cung cấp khí công nghiệp gần nhất vài trăm km.

Trong những điều kiện như vậy, việc vận chuyển xi lanh liên tục có thể gây ra sự phức tạp đáng kể về mặt hậu cần.

Một nhà máy oxy PSA dạng container có thể được lắp đặt gần khu vực xử lý và được cung cấp điện từ hệ thống tiện ích của mỏ.

Nếu dự án là tạm thời, cấu hình container cũng cung cấp khả năng di dời khi hoạt động khai thác di chuyển hoặc mở rộng.

Nuôi trồng thủy sản thể hiện một sự khác biệt rõ ràng khác.

Cá và tôm cần oxy hòa tan trong nước nuôi.

Nhu cầu oxy có thể tiếp tục trong toàn bộ chu trình sản xuất và có thể tăng khi:

mật độ thả giống tăng lên;

sinh khối tăng lên;

thay đổi nhiệt độ nước;

cường độ cho ăn tăng lên;

hoặc hoạt động lọc sinh học tăng lên.

Hệ thống bình oxy có thể hoạt động với những bình chứa nhỏ hoặc sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.

Đối với các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn lớn hơn hoặc các trang trại thâm canh, việc tạo oxy liên tục có thể trở nên thiết thực hơn.

Hệ thống PSA có thể cung cấp oxy trực tiếp cho thiết bị oxy hóa, thiết bị hình nón, bộ khuếch tán hoặc lò phản ứng oxy.

Hệ thống trở thành:

PSA → Đệm oxy → Kiểm soát dòng chảy → Thiết bị oxy hóa → Nước nuôi cấy

Điều này cho phép việc cung cấp oxy tuân theo yêu cầu oxy hòa tan thực tế.

Cái nào phù hợp hơn để xử lý nước thải?

Xử lý nước thải thường có nhu cầu oxy liên tục vì các quá trình sinh học hiếu khí phụ thuộc vào oxy.

Sự gián đoạn cung cấp oxy có thể ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan và hoạt động sinh học.

Đối với các hệ thống nhỏ hơn, máy thổi khí quyển có thể đã cung cấp đủ oxy.

Đối với các ứng dụng có nhu cầu oxy cao hơn, việc làm giàu oxy có thể cải thiện việc vận chuyển oxy.

Hệ thống PSA có thể cung cấp oxy liên tục:

PSA → Phân phối oxy → Hệ thống sục khí/phun → Lò phản ứng sinh học

Điều quan trọng cần cân nhắc không phải là liệu oxy PSA vốn có tốt hơn không khí hay không.

Vấn đề là liệu hệ thống sục khí hiện tại có thể chuyển tải lượng oxy cần thiết một cách hiệu quả trong điều kiện nước thải thực tế hay không.

Một so sánh thực tế

Bảng này cho thấy tại sao không có người chiến thắng chung cuộc.

Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vàohồ sơ nhu cầu oxy và cơ sở hạ tầng trang web.

Điểm hòa vốn không chỉ là về lượng oxy

Không có ngưỡng tiêu thụ oxy phổ quát nào mà PSA đột nhiên trở nên tốt hơn xi lanh.

Quyết định phụ thuộc vào nhiều biến số:

Nhu cầu oxy hàng ngày × số ngày vận hành × khoảng cách vận chuyển × yêu cầu bảo quản × yêu cầu về độ tin cậy

Đối với cơ sở gần nhà cung cấp oxy đáng tin cậy, bình chứa oxy có thể vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả khi mức tiêu thụ vừa phải.

Đối với một cơ sở ở xa, đường đi khó khăn, PSA có thể trở nên hấp dẫn với nhu cầu oxy thấp hơn.

Tương tự như vậy, một cơ sở có nhu cầu oxy cực kỳ quan trọng có thể chọn hệ thống hybrid ngay cả khi chỉ riêng xi lanh có khả năng đáp ứng nhu cầu trung bình về mặt kỹ thuật.

Do đó, cách tiếp cận đúng đắn làđánh giá toàn bộ hệ thống, không phải là sự so sánh đơn giản về đơn giá oxy.

Nhu cầu liên tục ủng hộ một kiến ​​trúc hệ thống khác

Khi việc tiêu thụ oxy diễn ra liên tục, hệ thống cung cấp phải được thiết kế đảm bảo tính liên tục của quá trình.

Một kiến ​​trúc mạnh mẽ có thể trông giống như:

Máy tạo oxy PSA

↓

Bể đệm oxy

↓

Điều chỉnh áp suất

↓

Tiêu đề oxy chính

↓

Người dùng xử lý

với:

Xi lanh dự phòng

↓

Đa tạp khẩn cấp

và, để làm đầy xi lanh áp suất cao:

PSA → Bộ đệm → Tăng cường → Làm đầy đa tạp

Kiến trúc này tách biệt ba chức năng:

Thế hệ

Bộ đệm và phân phối

Hỗ trợ

Điều đó nhìn chung đáng tin cậy hơn so với việc coi máy tạo oxy hoặc dàn xi lanh như một bộ phận biệt lập.

Quyết định nên bắt đầu với bảy câu hỏi này

Trước khi lựa chọn bình oxy hoặc nhà máy oxy PSA, các kỹ sư nên thiết lập:

Lưu lượng oxy trung bình là gì?

Thể hiện yêu cầu bằng đơn vị nhất quán, chẳng hạn như Nm³/h.

Lưu lượng đỉnh là gì?

Xác định nhu cầu oxy dự kiến ​​tối đa thay vì chỉ dựa vào mức trung bình.

Tiêu thụ oxy bao nhiêu giờ mỗi ngày?

Một quy trình hoạt động 2 giờ mỗi ngày về cơ bản khác với một quy trình hoạt động 24 giờ mỗi ngày.

Độ tin cậy của việc cung cấp oxy đến hiện trường như thế nào?

Xem xét khoảng cách, đường xá, thời tiết, thủ tục biên giới và thời gian phản hồi của nhà cung cấp.

Nguồn điện ổn định có sẵn không?

PSA yêu cầu nguồn điện cho thiết bị nén và phụ trợ.

Cần oxy trực tiếp hay trong bình?

Điều này xác định xem hệ thống có cần mạng lưới phân phối, bộ tăng áp hay ống góp nạp xi lanh hay không.

Điều gì xảy ra nếu quá trình sản xuất oxy ngừng lại?

Câu trả lời xác định công suất dự trữ và dự phòng cần thiết.

Phán quyết cuối cùng: Xi lanh hay PSA?

Nếu nhu cầu oxynhỏ, không liên tục, di động hoặc có tính chất khẩn cấp, bình oxy thường là giải pháp đơn giản hơn.

Nếu nhu cầu oxyliên tục, tương đối cao, có thể dự đoán được và được đặt tại địa điểm có nguồn điện đáng tin cậy, nhà máy oxy PSA thường là nguồn chính thích hợp hơn.

Đối với các ứng dụng quan trọng, giải pháp mạnh mẽ nhất thường là:

Nhà máy oxy PSA + Bộ đệm oxy + Bình dự phòng

Nhà máy PSA xử lý nhu cầu cơ bản liên tục, trong khi bình chứa cung cấp phạm vi bảo hiểm khẩn cấp trong quá trình bảo trì, mất điện, khởi động hoặc nhu cầu oxy đạt đỉnh điểm bất ngờ.

Do đó, sự khác biệt cơ bản có thể được tóm tắt như sau:

Xi lanh lưu trữ oxy được sản xuất ở nơi khác. Cây PSA tạo ra oxy ở những nơi cần thiết.

Đối với nhu cầu oxy liên tục, sự khác biệt đó ngày càng trở nên quan trọng. Một hệ thống dựa trên xi lanh phải liên tục quản lýtồn kho và giao hàng, trong khi hệ thống dựa trên PSA phải liên tục quản lýnăng lượng, khí nén, hiệu suất thiết bị và bảo trì.

Cả hai cách tiếp cận đều không loại bỏ trách nhiệm vận hành. Họ chỉ đơn giản đặt trách nhiệm đó vào các phần khác nhau của chuỗi cung cấp oxy.

Đối với các cơ sở sử dụng oxyTiện ích xử lý 24 giờ, thế hệ PSA tại chỗ cung cấp một cách để biến nguồn cung cấp oxy từ hoạt động phân phối định kỳ thành hệ thống sản xuất tích hợp. Khi kết hợp với bộ đệm, giám sát, dự phòng và xi lanh dự phòng thích hợp, nó có thể mang lại kiến ​​trúc linh hoạt hơn cho nhu cầu oxy liên tục trong thời gian dài.