Како глобална енергетска структура убрзава свој помак ка алтернативама са ниским{0}}угљеником, захтеви за чистоћом индустријског гаса, стабилношћу снабдевања и прилагодљивошћу процеса постали су знатно строжи у производњи нове енергије. Кисеоник, који се некада сматрао помоћним услужним програмом, сада је основни процесни медијум. Индустријска опрема за производњу кисеоника -, посебно јединице за адсорпцију са променама притиска (ПСА) и јединице за криогено одвајање ваздуха - се све више користе у производњи материјала за литијумске батерије, топљењу фотонапонског стакла, производњи водоника и сродним пољима. Схенгер Гас се фокусира на технологије индустријске сепарације. Следећа дискусија описује како опрема за производњу кисеоника додаје практичну вредност у новим енергетским применама.
Синтеровање катодног материјала литијумске батерије: Потреба за контролисаном атмосфером кисеоника
Током високо{0}}синтеровања катодних материјала као што су литијум гвожђе фосфат (ЛФП) и никл-кобалт-манган (НЦМ), концентрација кисеоника унутар пећи директно утиче на кристалност и животни век циклуса. Када ниво кисеоника падне испод потребног прага, дефекти решетке се повећавају, а почетна куломбичка ефикасност опада.
Индустријски генератори кисеоника могу континуирано да снабдевају ваздухом-обогаћеним кисеоником (90–95% чистоће) или кисеоником индустријског -класе (99,5% или више) у ваљкасте и потисне пећи. У поређењу са снабдевањем резервоара са течним кисеоником,-генерисање кисеоника на лицу места елиминише замену цилиндра и смањује губитке при испаравању. Излазни притисак је стабилан у опсегу од 0,3–0,6 МПа, што одговара типичним захтевима за улаз у пећ. ПСА систем кисеоника капацитета 50 Нм³/х може поуздано да подржи линију за производњу катодног материјала са годишњом производњом од приближно 10.000 метричких тона.
Топљење фотонапонског стакла: снабдевање кисеоником за сагоревање кисеоника-горива
У производњи фотонапонских (ПВ) флоат стакла, температуре топљења често прелазе 1500 степени. Конвенционално сагоревање ваздушног{2}}горива омогућава да скоро 78% азота однесе топлоту без учешћа у реакцији, истовремено стварајући азотне оксиде. Прелазак на сагоревање кисеоника-горива подиже температуру пламена, повећава ефикасност топљења и скраћује фазу финог растопљења стакла.
Генератори кисеоника снабдевају пећи 90–93% кисеоником-обогаћеним ваздухом. Са степенастом контролом убризгавања кисеоника, потрошња горива се може смањити за 15–25%, а емисије НОк падају на нивое који задовољавају еколошке стандарде. За топљење стакла је потребан непрекидан кисеоник-велике запремине са малим краткорочним флуктуацијама. Центрифугални или велики ПСА системи кисеоника са пуфер резервоаром су погоднији за руковање варијацијама притиска током пребацивања вентила.
Зелена производња водоника и тестирање горивих ћелија: Опоравак кисеоника из електролизе
У електролизи воде за производњу водоника, кисеоник се генерише као ко-производ на аноди. У алкалним или ПЕМ електролизерима, нуспродукт кисеоника обично достиже чистоћу од 99,2% или више, са само мањим траговима алкалне магле или влаге. Након прања и сушења, овај кисеоник се може користити директно за аерацију отпадних вода или сечење метала у оближњим објектима, стварајући додатни ток прихода од онога што се често испушта.
Испитни столови за истраживање и развој горивих ћелија захтевају прецизну контролу концентрације кисеоника на катоди. Мали ПСА генератори кисеоника или системи за мешање кисеоника{1}}азота омогућавају инжењерима да симулирају различите висине и стехиометрију ваздуха. За пробне{3}}прилике, тачка росе кисеоника мора бити испод -60 степени, а систем мора брзо да реагује на промене у потражњи протока.
Термичка обрада истрошених литијумских батерија: пиролиза обогаћена кисеоником- за опоравак метала
Након дробљења и сортирања истрошених литијумских батерија, преостали прах електроде садржи везива и сепараторе које је потребно уклонити пиролизом. У атмосфери{1}}обогаћеној кисеоником (30–40% кисеоника), пиролизом на ниским{4}}има се постиже потпунија оксидација органских материја уз смањење склоности формирању диоксина. У следећој фази топљења бакра, алуминијума, кобалта и никла, убијање кисеоника појачава мешање у купатилу и скраћује циклус топљења.
Генератори кисеоника који се налазе у контејнерима или на клизачу{0}} добро функционишу у-објекатима за рециклажу на локацији. Захтевају мање од 20 квадратних метара простора и само прикључке за струју и воду - без безбедносних процена или дозвола повезаних са резервоарима за складиштење течног кисеоника.
Кључни критеријуми одабира за индустријске генераторе кисеоника (за нова енергетска постројења)
Нове линије за производњу енергије се обично налазе у индустријским парковима где се очекује дуго време рада и рад без надзора. Кључни фактори за процену укључују:
- Усклађивање чистоће: Ако процес захтева већи или једнак 99,5% кисеоника (нпр. одређени кораци синтеровања), пожељнији је криогени или двостепени ПСА систем. За процесе где је чистоћа од 93% довољна, једностепени-ПСА нуди бољу економичност.
- Контрола тачке росе: За дуге цевоводе или окружења са великим температурним променама, треба додати расхладни или исушивач са сушачем како би се спречило да течна вода доспе у реакторе високе{0}}температуре.
- Потрошња енергије: ПСА троши приближно 0,35–0,45 кВх по Нм³ произведеног кисеоника. Криогени системи троше 0,55–0,70 кВх/Нм³ (укључујући компресију ваздуха и фракционисање). За употребу-великих размера (већи од или једнак 500 Нм³/х), укупни трошак власништва за криогене може бити нижи.
- Стратегија редундантности: За процесе где је прекид кисеоника неприхватљив, треба размотрити конфигурацију јединице Н+1 или резервни резервоар са течним кисеоником.
Трендови у индустрији и надоградња опреме
Нови процеси производње енергије настављају да се развијају. На пример, синтеровање катоде натријум{1}}јонске батерије захтева ужи прозор концентрације кисеоника (толеранција унутар ±0,5%), постављајући веће захтеве за стабилност генератора. У међувремену, како се пројекти зеленог водоника повећавају, коришћење нуспроизвода кисеоника из електролизе прелази са опције на неопходност - 1.000-тона-постројења водоника годишње производи отприлике 8.000 тона кисеоника годишње. Испуштање кисеоника представља значајан губитак ресурса.
Будућа индустријска опрема за производњу кисеоника ће се кретати ка модуларном дизајну, мањој потрошњи енергије и интелигентној контроли. Примери укључују радијалне адсорпционе слојеве за смањење отпора протока, моделе засноване на АИ-засновању за прилагођавање времена циклуса као одговор на флуктуације потражње и ИоТ дијагностику за абнормалности при пребацивању вентила. Ова побољшања се односе на основне захтеве нове производње енергије: стабилност, чистоћу и могућност контроле.
