oksigen PSAdigunakan dalam pembuatan kaca biasanya ditentukan oleh konsentrasi oksigen, aliran, tekanan keluar, kadar air, dan batas kontaminan, bukan hanya berdasarkan kemurnian. Dalam pembakaran tungku kaca yang diperkaya oksigen, konsentrasi oksigen biasanya dipertimbangkan sekitar 90–95%, namun nilai yang diperlukan bergantung pada pengaturan pembakar, bahan bakar, suhu tungku, laju injeksi oksigen, dan apakah oksigen dicampur dengan udara pembakaran atau disuplai sebagai oksidan utama. Oleh karena itu, spesifikasi pengadaan harus menghubungkan kemurnian oksigen dengan kondisi pengoperasian tungku sebenarnya daripada memilih konsentrasi tertinggi yang tersedia.
Mengapa Pabrik Kaca Menggunakan Oksigen PSA?
Tungku kaca membakar bahan bakar di dalam ruang bakar untuk mentransfer panas ke kumpulan kaca dan kaca cair. Ketika udara pembakaran disuplai, nitrogen masuk ke tungku bersama dengan oksigen karena udara atmosfer mengandung sebagian besar nitrogen. Nitrogen ini tidak ikut serta dalam pembakaran tetapi dipanaskan di dalam tungku dan keluar melalui sistem pembuangan.
A oksigen PSAgenerator memisahkan oksigen dari udara terkompresi menggunakan lapisan penyerap saringan molekuler. Selama tahap adsorpsi, saringan molekuler secara istimewa menahan nitrogen sementara gas yang diperkaya oksigen mengalir menuju saluran keluar produk. Generator kemudian mengganti unggun dan meregenerasi adsorben jenuh dengan mengurangi tekanan. Aliran oksigen yang dihasilkan dapat disuntikkan ke dalam burner atau dicampur dengan udara pembakaran sebelum masuk ke tungku.
Oleh karena itu, tujuan praktisnya bukan sekadar menghasilkan oksigen pada konsentrasi tertentu. Sistem harus menyalurkan aliran oksigen yang terkontrol ke tungku dengan tetap menjaga tekanan dan komposisi gas yang dibutuhkan oleh pembakar.
Kemurnian Oksigen Apa yang Biasanya Dipertimbangkan untuk Tungku Kaca?
Untuk pembakaran yang kaya oksigen,oksigen PSAbiasanya disediakan dalam kisaran perkiraan90–95% O₂, tergantung pada konfigurasi PSA dan aplikasi tungku. Kisaran ini tidak boleh diperlakukan sebagai standar industri kaca universal karena desain tungku yang berbeda menggunakan komposisi pengoksidasi yang berbeda.
Misalnya, tungku yang menggunakan oksigen hanya untuk memperkaya udara pembakaran mungkin menerima hal yang berbedaoksigen PSAkonsentrasi dari tungku bahan bakar oksi di mana oksigen membentuk oksidan utama. Kemurnian produk PSA yang sama juga dapat menghasilkan kondisi pembakaran yang berbeda ketika laju aliran oksigen dan aliran bahan bakar diubah.
| Parameter Oksigen PSA | Pertimbangan Rekayasa |
|---|---|
| Konsentrasi oksigen | Mendefinisikan fraksi O₂ yang memasuki sistem pembakaran |
| Aliran oksigen | |
| Tekanan keluar | Harus sesuai dengan pipa oksigen, katup kontrol, dan persyaratan saluran masuk burner |
| kelembaban | Mempengaruhi kualitas produk gas dan kondisi peralatan hilir |
| Kontaminasi minyak | Harus dikontrol oleh kompresor dan desain filtrasi |
| Kontaminasi partikel | Membutuhkan filtrasi saluran masuk dan hilir yang tepat |
| Variasi beban | Menentukan kapasitas generator dan kebutuhan buffer |
| Pemantauan oksigen | Mendeteksi penyimpangan konsentrasi selama pengoperasian |
Untuk pengadaan, spesifikasi yang diperlukan harus menyatakan keduanyakonsentrasi oksigen dan kapasitas pengiriman oksigen. Angka kemurnian tanpa persyaratan aliran tidak menentukan pasokan oksigen yang dapat digunakan.
Bagaimana Kemurnian Oksigen Mengubah Pembakaran Tungku?
Konsentrasi oksigen mengubah jumlah nitrogen yang memasuki zona pembakaran. Ketika oksigen PSA menggantikan sebagian udara pembakaran, oksidator mengandung lebih banyak oksigen dan lebih sedikit nitrogen dibandingkan udara biasa.
Pembakar tungku kemudian menerima komposisi gas yang berbeda pada masukan bahan bakar yang sama. Hal ini dapat mengubah suhu nyala api, volume nyala api, kuantitas gas buang, dan kondisi perpindahan panas. Efek sebenarnya tergantung pada geometri burner, jenis bahan bakar, posisi injeksi oksigen, dan suhu pengoperasian tungku.
Misalnya, jika oksigen PSA diinjeksikan di bagian hulu pembakar udara-bahan bakar, oksigen tersebut bercampur dengan udara pembakaran sebelum mencapai zona api. Jika oksigen dimasukkan melalui tombak oksigen atau pembakar oksigen khusus, kecepatan gas, pola pencampuran, dan geometri nyala api ditentukan oleh saluran oksigen dan bahan bakar yang terpisah.
Perbedaan ini penting karenaOksigen 90% yang disuplai melalui satu konfigurasi burner tidak menghasilkan kondisi tungku yang sama dengan 90% oksigen yang disuplai melalui konfigurasi lainnya.
Kotoran Apa yang Perlu Dikendalikan dalam Oksigen PSA?
Oksigen PSA dihasilkan dari udara atmosfer, sehingga sistem pengolahan udara umpan secara langsung mempengaruhi kondisi produk oksigen. Unit PSA biasanya menerima udara bertekanan setelah penyaringan, pendinginan, dan penghilangan kelembapan.
Nitrogen adalah komponen utama yang dihilangkan oleh saringan molekuler. Sisa nitrogen dan argon tetap berada dalam aliran produk dan mengurangi konsentrasi oksigen yang diukur.
Tingkat residu yang diperlukan tergantung pada konsentrasi oksigen target dan proses pembakaran. Alat analisa oksigen harus terus memantau konsentrasi produk daripada hanya mengandalkan pengukuran awal.
Udara bertekanan mengandung uap air. Jika air mencapai tempat adsorpsi dalam jumlah berlebihan, maka air dapat menempati tempat adsorpsi dan mengganggu pemisahan nitrogen.
Oleh karena itu, bagian pengolahan udara biasanya mencakup aftercooler, pembuangan kondensat, filter, dan tahap pengeringan yang sesuai. Persyaratan titik embun yang tepat bergantung pada adsorben PSA dan desain peralatan.
Oli dari kompresor yang dilumasi dapat masuk ke saluran udara bertekanan jika pemisahan dan filtrasi tidak memadai. Kontaminasi minyak dapat mempengaruhi saringan molekuler dan peralatan oksigen hilir.
Oleh karena itu, jenis kompresor, filter penggabungan, filtrasi karbon aktif, dan interval perawatan harus ditentukan bersama dengan sistem PSA.
Partikel debu dan media filter dapat memasuki katup dan bejana adsorpsi jika filtrasi saluran masuk tidak dipertahankan. Pemantauan tekanan diferensial di seluruh filter dapat digunakan untuk mengidentifikasi pemuatan filter sebelum membatasi pasokan udara.
Apa Komponen Utama Sistem Oksigen PSA untuk Produksi Kaca?
Sistem oksigen PSA bukanlah wadah pemisahan tunggal. Ini terdiri dari beberapa komponen yang mengontrol pengolahan udara umpan, adsorpsi, regenerasi, penyimpanan oksigen, dan pengiriman produk.
Kompresor menyuplai udara atmosfer ke sistem PSA pada tekanan yang dibutuhkan oleh siklus adsorpsi. Kapasitas kompresor harus memenuhi kebutuhan udara umpan PSA pada tekanan operasi yang diperlukan.
Filter, pendingin, pemisah kondensat, dan pengering menghilangkan minyak, air cair, dan partikel sebelum udara bertekanan memasuki bejana adsorpsi.
Bejana adsorpsi mengandung bahan saringan molekuler yang secara istimewa menyerap nitrogen dari udara bertekanan. Gas yang diperkaya oksigen melewati unggun menuju sisi produk.
Katup otomatis mengganti tahap adsorpsi dan regenerasi antar bejana. Pengaturan waktu katup menentukan siklus PSA dan karenanya mempengaruhi perolehan oksigen dan konsentrasi produk.
Tangki penyangga menyimpan oksigen produk dan mengurangi fluktuasi tekanan dan aliran jangka pendek antara generator PSA dan tungku.
Alat analisa oksigen mengukur konsentrasi produk gas. Sistem kontrol dapat menghasilkan alarm atau mengubah kondisi pengoperasian ketika konsentrasi oksigen berada di luar kisaran yang ditentukan.
Regulator, katup kontrol, pemancar tekanan, dan pengukur aliran mengontrol pengiriman oksigen dari generator ke sistem distribusi tungku.
Bagaimana Pasokan Oksigen PSA Terhubung ke Tungku Kaca?
Rute suplai oksigen biasanya mengikuti urutan yang mirip dengan:
Udara atmosfer → kompresor → filtrasi dan pengeringan → lapisan adsorpsi PSA → buffer oksigen → penganalisis oksigen → pengaturan tekanan → kontrol aliran → pembakar/sistem injeksi oksigen → tungku kaca
Setiap bagian menjalankan fungsi teknik yang berbeda.
Kompresor menetapkan tekanan udara umpan. Perlakuan awal menghilangkan kontaminan. Lapisan PSA memisahkan nitrogen dari oksigen. Tangki penyangga menstabilkan perubahan permintaan jangka pendek. Alat analisa memverifikasi konsentrasi oksigen. Kontrol tekanan dan aliran kemudian mengirimkan gas ke tungku pada kondisi pengoperasian yang diperlukan.
Pipa oksigen juga harus dirancang berdasarkan laju aliran aktual dan penurunan tekanan. Diameter pipa, ukuran katup, fitting, dan kapasitas regulator tidak boleh dipilih hanya berdasarkan sambungan outlet PSA.
Bagaimana Seharusnya Produsen Kaca Menentukan Kapasitas Oksigen PSA yang Dibutuhkan?
Kapasitas harus dihitung dari kebutuhan oksigen normal dan puncak tungku.
Perhitungan praktis harus mempertimbangkan:
jumlah pembakar × kebutuhan oksigen per pembakar × beban pengoperasian × faktor permintaan puncak
Perhitungannya juga harus memperhitungkan perubahan produksi. Sebuah tungku dapat beroperasi pada satu kebutuhan oksigen selama peleburan normal dan memerlukan aliran yang berbeda selama permulaan, perubahan laju produksi, penyesuaian pembakar, atau operasi pengayaan oksigen.
Jika ukuran generator PSA hanya sesuai dengan konsumsi rata-rata, konsentrasi oksigen produk atau tekanan keluar dapat turun ketika tungku mencapai kebutuhan puncak.
Tangki penyangga dapat mengurangi fluktuasi jangka pendek, namun tidak dapat mengkompensasi generator PSA berukuran kecil tanpa batas waktu. Oleh karena itu, kapasitas generator harus sesuai dengan kebutuhan oksigen secara terus menerus, sedangkan volume penyimpanan dapat menangani perubahan jangka pendek.
Apa yang Harus Diperiksa Pembeli Sebelum Memesan Generator Oksigen PSA untuk Kaca?
Spesifikasi teknis pengadaan harus mencakup informasi berikut:
| Barang Pengadaan | Informasi untuk Dikonfirmasi |
|---|---|
| Jenis tungku | Regeneratif, penyembuhan, oxy-fuel, atau konfigurasi lainnya |
| Tingkat produksi kaca | Produksi normal dan puncak |
| Kemurnian oksigen | Konsentrasi dan toleransi O₂ yang diperlukan |
| Kapasitas oksigen | Nm³/jam normal dan maksimum |
| Tekanan oksigen | Persyaratan saluran keluar generator dan saluran masuk tungku |
| Bahan bakar | Gas alam, LPG, minyak, atau bahan bakar lainnya |
| Konfigurasi pembakar | Udara-bahan bakar, diperkaya oksigen, bahan bakar oksigen, atau pengaturan campuran |
| Injeksi oksigen | Oksidan utama, jalur pengayaan, tombak, atau port pembakar |
| Kualitas umpan-udara | Batas minyak, air, partikel, dan titik embun |
| Volume penyangga | Diperlukan untuk menyerap perubahan permintaan jangka pendek |
| Pemantauan | Konsentrasi oksigen, tekanan, aliran, dan alarm |
| Kondisi instalasi | Suhu lingkungan, ventilasi, luas lantai yang tersedia, dan sambungan utilitas |
| Pemeliharaan | Penggantian filter, pemeriksaan katup, kalibrasi penganalisis, dan servis adsorben |
Operator tungku harus menyediakan kondisi ini sebelum generator oksigen PSA berukuran. Jika tidak, pemasok hanya dapat memilih peralatan berdasarkan kemurnian oksigen nominal dan perkiraan aliran, yang mungkin tidak mewakili beban tungku sebenarnya.
Mengapa Memilih NEWTEK untuk Pembuatan Generator Oksigen PSA?
BARUTEKmengembangkan dan memasok peralatan pembangkit gas di lokasi, termasukGenerator Oksigen PSA, Generator Nitrogen PSA, Pabrik Oksigen Modular. Rangkaian produk ini memungkinkan konfigurasi pembangkitan gas dipilih sesuai dengan kapasitas yang dibutuhkan, ruang instalasi, tekanan gas, dan kondisi pengoperasian.
NEWTEKproses proyek meliputi penelitian teknologi, desain teknik, fabrikasi perangkat, pengujian instalasi, dan layanan purna jual. Selama konfigurasi peralatan, kapasitas oksigen, kemurnian, tekanan pelepasan, suhu lokasi, kelembapan, dan kondisi kelistrikan dapat dipertimbangkan bersama dengan desain sistem PSA. Kisaran generator oksigen yang dipublikasikan adalah 1–300 Nm³/jam, dengan kemurnian oksigen terdaftar pada 93%±3%, tekanan oksigen yang dapat disesuaikan sebesar 0,01–0,5 MPa, dan titik embun oksigen dari -40 derajat hingga -75 derajat titik embun atmosfer.
Untuk produksi dan pengiriman, NEWTEK menggabungkan peralatan adsorpsi PSA dengan pengolahan udara, peralihan katup otomatis, pemantauan oksigen, kontrol tekanan, dan fungsi komunikasi sistem. Opsi komunikasi Modbus, Profibus Fieldbus, dan Ethernet tersedia untuk menghubungkan peralatan pembangkit gas dengan sistem pemantauan dan kontrol instalasi.
