I. الاختلافات في المبادئ التقنية الأساسية (أساس المزايا)
تكنولوجيا توليد الأكسجين التقليدية PSA: يعتمد وضع الامتزاز المتأرجح بالضغط (PSA) مع الامتزاز المضغوط والامتصاص الجوي. يبلغ ضغط الامتزاز عادةً 0.6-1.0MPa، ويعتمد على بيئة الضغط العالي- لتحقيق الامتزاز الانتقائي للنيتروجين بواسطة المناخل الجزيئية. يتطلب الامتزاز خفض الضغط إلى الضغط الجوي، وإكمال دورة ""ضغط-امتزاز-إزالة الضغط-الامتصاص" (زمن الدورة: حوالي 60-90 ثانية).
تقنية توليد الأكسجين VSA (نوع من امتصاص الضغط المتأرجح): يستخدم وضع الامتزاز المتأرجح الفراغي (VSA) مع امتصاص قريب من الغلاف الجوي وامتزاز الفراغ. يكون ضغط الامتزاز قريبًا من الضغط الجوي (0.1-0.2MPa)، وأثناء الامتزاز، يتم تقليل الضغط في برج الامتزاز إلى -0.06~-0.08MPa عبر مضخة تفريغ، بزمن دورة يبلغ 20-40 ثانية فقط. إن تصميم دورة فرق الضغط المنخفض هذا هو السبب الجذري لخصائص الأداء الأساسية.
ثانيا. مقارنة خمس خصائص الأداء الأساسية
1. استهلاك الطاقة: تكاليف التشغيل الأمثل
تكنولوجيا بي اس ايه: يتطلب -الامتصاص بالضغط العالي ضاغط هواء عالي القدرة- لتوفير الضغط، مما يؤدي إلى كثافة استهلاك طاقة تبلغ حوالي 0.45-0.6 كيلو وات في الساعة/Nm³ O₂ (تحت ظروف نقاء الأكسجين بنسبة 93%). يحدث فقدان كبير للطاقة أثناء الضغط العالي.
تقنية في اس ايه: يؤدي الامتصاص القريب من الغلاف الجوي إلى تقليل الحمل على ضاغط الهواء، ويتم تحقيق امتصاص الفراغ من خلال مضخات التفريغ عالية الكفاءة-، مع كثافة استهلاك طاقة تبلغ 0.28-0.35 كيلو وات في الساعة/Nm³ O₂ فقط.يتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 30%-40%. بالنسبة للمعدات التي تنتج 10000 نيوتن متر مكعب من الأكسجين يوميًا، يمكن لتقنية VSA توفير أكثر من مليون يوان صيني من تكاليف الكهرباء سنويًا (استنادًا إلى سعر الكهرباء الصناعية الذي يبلغ 0.8 يوان صيني/كيلووات ساعة).
2. كفاءة إنتاج الأكسجين: دورات أسرع وقدرة مرنة
تكنولوجيا بي اس ايه: فترات الدورة الأطول (60-90 ثانية) تؤدي إلى انخفاض تردد التحويل لأبراج الامتزاز. يبلغ إنتاج الأكسجين لكل وحدة حجم من المنخل الجزيئي حوالي 0.2-0.3Nm³/(m³·h)، والاستجابة لتغيرات الحمل بطيئة (تتطلب أكثر من 30 دقيقة للاستقرار).
تقنية في اس ايه: يتم اختصار أوقات الدورة إلى 20-40 ثانية، مما يؤدي إلى زيادة تكرار الامتصاص. يصل مخرج الأكسجين لكل وحدة حجم للمنخل الجزيئي إلى 0.4-0.6Nm³/(m³·h)،مما يمثل تحسينًا في القدرات بنسبة تزيد عن 50%. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر نطاقًا واسعًا لتعديل الحمل (30%-110%) وسرعة استجابة سريعة (الاستقرار خلال 10 دقائق)، والتكيف مع الطلب الديناميكي على الأكسجين في السيناريوهات الصناعية.
3. عمر المعدات وصيانتها: تشغيل بالضغط المنخفض-بشكل موثوق
تكنولوجيا بي اس ايه: تعرض بيئة الضغط العالي-أبراج الامتزاز، والصمامات، وخطوط الأنابيب، والمكونات الأخرى لضغط كبير، مما يؤدي إلى مشكلات مثل تقادم السدادات وتآكل المعدات. يبلغ متوسط دورة الصيانة حوالي 3-6 أشهر، وعمر الخدمة للمناخل الجزيئية حوالي 5-8 سنوات.
تقنية في اس ايه: تصميم فرق الضغط المنخفض- للامتزاز القريب من الغلاف الجوي- + الامتزاز الفراغي يقلل بشكل كبير من إجهاد المعدات، ويقلل من تآكل السدادات ويطيل دورة الصيانة إلى 12-18 شهرًا. تعمل المناخل الجزيئية في ظل ظروف معتدلة، مما يؤدي إلى توهين أبطأ لأداء الامتزاز وعمر خدمة ممتد يصل إلى 8-12 سنة.يتم تخفيض تكاليف الصيانة بنسبة 40%-60%.
4. البصمة والتركيب: مناسبة للسيناريوهات المدمجة
تكنولوجيا بي اس ايه: يتطلب معدات دعم مثل ضواغط الهواء ذات الضغط العالي-وخزانات تخزين الهواء. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أبراج الامتصاص بجدران أكثر سمكًا لتحمل الضغط العالي، مما يؤدي إلى بصمة إجمالية تبلغ 1.5-مرتين مقارنة بتقنية VSA. مطلوب إنشاء خط أنابيب عالي الضغط بشكل احترافي أثناء التثبيت، مع دورة طويلة (1-2 أشهر).
تقنية في اس ايه: تتميز معدات الضغط المنخفض- بهيكل أكثر إحكاما، مع سمك جدار برج الامتصاص يبلغ 1/3-1/2 فقط من سمك تكنولوجيا PSA. ليست هناك حاجة لخزانات تخزين الهواء الكبيرة، مما يقلل من البصمة بنسبة 30%-50%. بناء خطوط الأنابيب لا يتطلب مؤهلات الضغط العالي، ويتم تقصير دورة التثبيت إلى 2-4 أسابيع، مما يجعلها مناسبة لمشاريع تطوير وتجديد المصانع ذات المساحة المحدودة.
5. نقاء الأكسجين واستقراره: التكيف مع متطلبات النطاق الواسع
تكنولوجيا بي اس ايه: نطاق النقاء التقليدي هو 90%-95%. لتحقيق نقاء أعلى من 99%، يلزم وجود معدات تنقية إضافية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في استهلاك الطاقة (أكثر من 30%).
تقنية في اس ايه: النقاء التقليدي يمكن أن يصل إلى 93%-96%. من خلال تحسين تركيبات الغربال الجزيئي ومعلمات الدورة، يمكن تحقيق إنتاج الأكسجين عالي النقاء بأكثر من 99.5% بسهولة، مع نطاق تقلب نقاء أقل من أو يساوي ±0.5%.إنه يوضح كفاءة أفضل في استخدام الطاقة في سيناريوهات{0}النقاء العالي(توفير أكثر من 25% من الطاقة مقارنة بمحاليل تنقية PSA).
ثالثا. سيناريوهات التطبيقات التكميلية (VSA توفر قدرة أكبر على التكيف)
تعتبر تقنية PSA التقليدية أكثر ملاءمة لما يلي:-إنتاج الأكسجين على نطاق صغير (الإنتاج اليومي أقل من أو يساوي 5000 نيوتن متر مكعب)، والسيناريوهات ذات المساحة الكافية، والطلب المستقر على الأكسجين (على سبيل المثال، المستشفيات الصغيرة والمختبرات).
تعد تقنية VSA أكثر ملاءمة لما يلي: إنتاج الأكسجين الصناعي-على نطاق واسع (الإنتاج اليومي أكبر من أو يساوي 5000 نيوتن متر مكعب)، والسيناريوهات التي تتطلب تقلبًا في الطلب على الأكسجين، والمساحة المحدودة، والتركيز على تحسين التكلفة التشغيلية-على المدى الطويل (على سبيل المثال، صهر الحديد والصلب، والتخليق الكيميائي، وتصنيع الزجاج، والمراكز الطبية-الكبيرة الحجم).