אילו דרישות טוהר יש לתעשיית הזכוכית עבור חמצן PSA

חמצן PSAבשימוש בייצור זכוכית מוגדר בדרך כלל לפי ריכוז חמצן, זרימה, לחץ יציאה, תכולת לחות ומגבלות מזהמים ולא לפי טוהר בלבד. בשריפת זכוכית מועשרת בחמצן, ריכוז חמצן בסביבות 90-95% נחשב בדרך כלל, אך הערך הנדרש תלוי בסידור המבערים, הדלק, טמפרטורת התנור, קצב הזרקת החמצן, והאם חמצן מעורבב עם אוויר בעירה או מסופק כחומר המחמצן העיקרי. לפיכך, מפרט הרכש צריך לחבר את טוהר החמצן עם תנאי ההפעלה בפועל של התנור במקום לבחור את הריכוז הגבוה ביותר הזמין.

תוֹכֶן

1. מדוע ייצור זכוכית משתמש בחמצן PSA?
2. איזה טוהר חמצן נחשב בדרך כלל עבור תנורי זכוכית?
3. כיצד טוהר החמצן משנה את שריפת התנור?
4. אילו זיהומים צריכים להיות בשליטה בחמצן PSA?
5. מהם המרכיבים העיקריים של מערכת חמצן PSA לייצור זכוכית?
6. כיצד מתחבר אספקת החמצן של PSA לתנור זכוכית?
7. כיצד צריכים יצרני זכוכית לקבוע את קיבולת החמצן הנדרשת ב-PSA?
8. מה צריכים קונים לבדוק לפני שהם מזמינים מחולל חמצן PSA לזכוכית?

 

מדוע ייצור זכוכית משתמש בחמצן PSA?

תנור זכוכית שורף דלק בתוך תא בעירה כדי להעביר חום למנת הזכוכית ולזכוכית המותכת. כאשר אוויר בעירה מסופק, חנקן נכנס לכבשן יחד עם חמצן מכיוון שאוויר אטמוספרי מכיל חלק גדול של חנקן. חנקן זה אינו משתתף בבעירה אלא מחומם בתוך התנור ויוצא דרך מערכת הפליטה.

A חמצן PSAהגנרטור מפריד בין חמצן לאוויר דחוס באמצעות מיטות סופחות של מסננות מולקולריות. במהלך שלב הספיחה, המסננת המולקולרית שומרת בעדיפות על חנקן בזמן שהגז המועשר בחמצן עובר לכיוון יציאת המוצר. לאחר מכן הגנרטור מחליף מיטות ומחדש את הסופח הרווי על ידי הפחתת לחץ. ניתן להזריק את זרם החמצן המתקבל למבערים או לערבב עם אוויר בעירה לפני הכניסה לכבשן.

המטרה המעשית היא אפוא לא רק לייצר חמצן בריכוז מוגדר. המערכת חייבת לספק זרימת חמצן מבוקרת לכבשן תוך שמירה על הלחץ והרכב הגז הנדרש על ידי המבער.

איזה טוהר חמצן נחשב בדרך כלל עבור תנורי זכוכית?

לבעירה מועשרת בחמצן,חמצן PSAמסופק בדרך כלל בטווח משוער של90–95% O₂, בהתאם לתצורת PSA ויישום התנור. אין להתייחס לטווח זה כסטנדרט אוניברסלי לתעשיית הזכוכית מכיוון שעיצובי תנורים שונים משתמשים בהרכבי מחמצן שונים.

לדוגמה, תנור המשתמש בחמצן רק כדי להעשיר אוויר בעירה עשוי לקבל אחרתחמצן PSAריכוז מתנור דלק חמצן שבו חמצן יוצר את המחמצן העיקרי. אותו טוהר מוצר PSA יכול גם לייצר תנאי בעירה שונים כאשר קצב זרימת החמצן וזרימת הדלק משתנים.

עבור רכש, המפרט הנדרש צריך אפוא לציין את שניהםריכוז חמצן ויכולת אספקת חמצן. נתון טוהר ללא דרישת זרימה אינו מגדיר את אספקת החמצן השמיש.

כיצד טוהר החמצן משנה את שריפת התנור?

ריכוז החמצן משנה את כמות החנקן הנכנסת לאזור הבעירה. כאשר חמצן PSA מחליף חלק מאוויר הבעירה, המחמצן מכיל יותר חמצן ופחות חנקן מאשר אוויר רגיל.

מבער התנור מקבל אז הרכב גז שונה באותה קלט דלק. זה יכול לשנות את טמפרטורת הלהבה, נפח הלהבה, כמות גזי הפליטה ותנאי העברת החום. ההשפעה בפועל תלויה בגיאומטריית המבער, סוג הדלק, מיקום הזרקת החמצן וטמפרטורת הפעולה של התנור.

לדוגמה, אם חמצן PSA מוזרק במעלה הזרם של מבער דלק אוויר, החמצן מתערבב עם אוויר בעירה לפני שהוא מגיע לאזור הלהבה. אם החמצן מוכנס דרך פתח חמצן או מבער חמצן ייעודי, מהירות הגז, דפוס הערבוב וגיאומטריית הלהבה נקבעים על ידי מעברי החמצן והדלק הנפרדים.

ההבחנה הזו חשובה כי90% חמצן המסופק דרך תצורת מבער אחד לא מייצר את אותו מצב תנור כמו 90% חמצן המסופק דרך תצורה אחרת.

אילו זיהומים צריכים להיות בשליטה בחמצן PSA?

חמצן PSA נוצר מאוויר אטמוספרי, כך שמערכת הטיפול באוויר הזנה משפיעה ישירות על מצב מוצר החמצן. יחידת ה-PSA מקבלת בדרך כלל אוויר דחוס לאחר סינון, קירור והסרת לחות.

חנקן וארגון

חנקן הוא המרכיב העיקרי המוסר על ידי המסננת המולקולרית. שאריות חנקן וארגון נשארים בזרם המוצר ומפחיתים את ריכוז החמצן הנמדד.

רמת השיורית הנדרשת תלויה בריכוז החמצן היעד ובתהליך הבעירה. מנתח החמצן צריך לנטר ברציפות את ריכוז המוצר במקום להסתמך רק על מדידות הפעלה.

אדי מים

אוויר דחוס מכיל לחות. אם מגיעים מים למיטות הספיחה בכמויות מופרזות, הם עלולים לתפוס אתרי ספיחה ולהפריע להפרדת החנקן.

לפיכך, סעיף הטיפול באוויר כולל בדרך כלל מקרר לאחר, הסרת עיבוי, מסננים ושלב ייבוש מתאים. הדרישה המדויקת של נקודת הטל תלויה בספיגת ה-PSA ובתכנון הציוד.

שֶׁמֶן

שמן ממדחס משומן יכול להיכנס לקו האוויר הדחוס אם ההפרדה והסינון אינם מספקים. זיהום שמן יכול להשפיע על המסננת המולקולרית וציוד החמצן במורד הזרם.

לכן יש לציין את סוג המדחס, מסנני ההתאחדות, סינון הפחמן הפעיל ומרווח התחזוקה יחד עם מערכת ה-PSA.

חלקיקים

חלקיקי אבק ואמצעי סינון עלולים להיכנס לשסתומים ולכלי ספיחה אם לא נשמר סינון בכניסה. ניתן להשתמש בניטור לחץ דיפרנציאלי על פני מסננים כדי לזהות טעינת מסנן לפני שהיא מגבילה את אספקת האוויר.

מהם המרכיבים העיקריים של מערכת חמצן PSA לייצור זכוכית?

מערכת חמצן PSA אינה כלי הפרדה בודד. הוא מורכב ממספר רכיבים השולטים בטיפול באוויר הזנה, ספיחה, התחדשות, אחסון חמצן ואספקת המוצר.

מדחס אוויר

המדחס מספק אוויר אטמוספרי למערכת PSA בלחץ הנדרש על ידי מחזור הספיחה. קיבולת המדחס חייבת לכסות את הדרישה לאוויר הזנת PSA בלחץ ההפעלה הנדרש.

טיפול מקדים באוויר

מסננים, מצננים, מפרידי עיבוי ומייבשים מסירים שמן, מים נוזליים וחלקיקים לפני כניסת אוויר דחוס לכלי הספיחה.

מיטות מסננת מולקולרית

כלי הספיחה מכילים חומר מסננת מולקולרית שסופח בצורה מועדפת חנקן מאוויר דחוס. גז מועשר בחמצן עובר דרך המיטה לכיוון צד המוצר.

מיתוג שסתומים

שסתומים אוטומטיים מחליפים את שלבי הספיחה וההתחדשות בין הכלים. תזמון השסתומים קובע את מחזור ה-PSA ולכן משפיע על התאוששות החמצן וריכוז המוצר.

מיכל מאגר חמצן

מיכל החיץ אוגר חמצן של המוצר ומפחית את תנודות הלחץ והזרימה לטווח קצר בין מחולל ה-PSA לתנור.

מנתח חמצן

מנתח חמצן מודד את ריכוז המוצר-גז. מערכת הבקרה יכולה ליצור אזעקה או לשנות את תנאי ההפעלה כאשר ריכוז החמצן נופל מחוץ לטווח שצוין.

בקרות לחץ וזרימה

רגולטורים, שסתומי בקרה, משדרי לחץ ומדדי זרימה שולטים באספקת החמצן מהגנרטור למערכת חלוקת התנור.

כיצד מתחבר אספקת החמצן של PSA לתנור זכוכית?

מסלול אספקת החמצן בדרך כלל עוקב אחר רצף דומה ל:

אוויר אטמוספרי → מדחס → סינון וייבוש → מיטות ספיחה PSA → חיץ חמצן → מנתח חמצן → ויסות לחץ → בקרת זרימה → מערכת הזרקת מבער/חמצן → תנור זכוכית

כל חלק מבצע פונקציה הנדסית שונה.

המדחס יוצר לחץ אוויר הזנה. טיפול מקדים מסיר מזהמים. מיטות ה-PSA מפרידות בין חנקן לחמצן. מיכל החיץ מייצב שינויים בביקוש לטווח קצר. המנתח מאמת את ריכוז החמצן. בקרות הלחץ והזרימה מעבירות את הגז לכבשן במצב ההפעלה הנדרש.

צינור החמצן צריך להיות מתוכנן גם סביב קצב הזרימה בפועל וירידה בלחץ. אין לבחור קוטר צינור, גודל שסתום, אביזרי וקיבולת ווסת רק על פי חיבור השקע PSA.

כיצד צריכים יצרני זכוכית לקבוע את קיבולת החמצן הנדרשת ב-PSA?

יש לחשב את הקיבולת מתוך דרישת החמצן הרגילה והשיא של התנור.

חישוב מעשי צריך לשקול:

מספר מבערים × דרישת חמצן למבער × עומס הפעלה × גורם ביקוש שיא

החישוב צריך לקחת בחשבון גם שינויים בייצור. תנור עשוי לפעול בדרישת חמצן אחת במהלך התכה רגילה ולדרוש זרימה שונה במהלך ההפעלה, שינויים בקצב הייצור, התאמת מבער או פעולת העשרת חמצן.

אם מחולל ה-PSA גודלו רק לפי הצריכה הממוצעת, ריכוז החמצן של המוצר או לחץ היציאה עלול לרדת כאשר התנור יגיע לשיא הביקוש.

מיכל חיץ יכול להפחית תנודות קצרות, אבל הוא לא יכול לפצות ללא הגבלת זמן על מחולל PSA בגודל נמוך. קיבולת הגנרטור חייבת אפוא להתאים לדרישת החמצן הרציפה, בעוד שנפח האחסון מטפל בשינויים קצרי טווח.

מה צריכים קונים לבדוק לפני שהם מזמינים מחולל חמצן PSA לזכוכית?

מפרט רכש טכני צריך לכלול את המידע הבא:

מפעיל התנור צריך לספק את התנאים האלה לפני גודל מחולל החמצן PSA. אחרת, הספק יכול לבחור רק ציוד על סמך טוהר חמצן נומינלי וזרימה משוערת, אשר עשוי שלא לייצג את עומס התנור בפועל.

למה לבחור NEWTEK לייצור מחולל חמצן PSA?

NEWTEKמפתחת ומספקת ציוד לייצור גז באתר, כוללמחוללי חמצן PSA, מחוללי חנקן PSA, צמחי חמצן מודולריים. מגוון מוצרים זה מאפשר לבחור את תצורת ייצור הגז בהתאם לקיבולת הנדרשת, שטח ההתקנה, לחץ הגז ותנאי ההפעלה.

 

של NEWTEKתהליך הפרויקט מכסה מחקר טכנולוגי, תכנון הנדסי, ייצור מכשירים, בדיקות התקנה ושירות לאחר המכירה. במהלך תצורת הציוד, ניתן לשקול קיבולת חמצן, טוהר, לחץ פריקה, טמפרטורת האתר, לחות ותנאי חשמל יחד עם תכנון מערכת PSA. טווח מחולל החמצן שפורסם הוא 1-300 ננומטר לשעה, עם טוהר החמצן רשום ב-93%±3%, לחץ חמצן מתכוונן של 0.01-0.5 MPa ונקודת טל חמצן של -40 מעלות עד -75 מעלות נקודת טל אטמוספרית.

לצורך ייצור ואספקה, NEWTEK משלבת ציוד ספיחה של PSA עם טיפול באוויר, החלפת שסתומים אוטומטית, ניטור חמצן, בקרת לחץ ופונקציות תקשורת מערכת. אפשרויות תקשורת Modbus, Profibus Fieldbus ו-Ethernet זמינות לחיבור הציוד לייצור גז עם מערכות ניטור ובקרה של המפעל.