Jednostka azotu z adsorpcją zmiennociśnieniową

Jednostka azotu z adsorpcją zmiennociśnieniową oddziela tlen od azotu w oparciu o różnicę w szybkościach adsorpcji kinetycznej przy użyciu węglowych sit molekularnych. Pod wpływem ciśnienia cząsteczki tlenu (średnica kinetyczna 0,346 nm) preferencyjnie przedostają się do mikroporów sita molekularnego, natomiast cząsteczki azotu (średnica kinetyczna 0,364 nm) przy wolniejszej szybkości dyfuzji pozostają w fazie gazowej i są zbierane jako produkt gazowy. Po rozprężeniu do ciśnienia atmosferycznego lub pod-atmosferycznego zaadsorbowany tlen i inne składniki zanieczyszczeń ulegają desorpcji i są usuwane, regenerując sito molekularne.

Wyślij zapytanie

Czatuj teraz

Wprowadzenie produktów

Dwa zbiorniki adsorbera wykonują naprzemiennie cykle adsorpcji i desorpcji, a sekwencje zaworów uruchamianych pneumatycznie umożliwiają ciągłą produkcję azotu. System działa w pobliżu temperatury otoczenia (zwykle 5–45 stopni) bez zmiany fazy, co wymaga około 10–30 minut na rozruch-, bez konieczności-okresu schładzania lub przetrzymywania po wyłączeniu.

Zakres referencyjny wydajności

Dane dotyczące wydajności opierają się na warunkach referencyjnych: ciśnienie na wlocie sprężonego powietrza 0,75–0,85 MPaG, temperatura na wlocie mniejsza lub równa 40 stopni i atmosferyczny punkt rosy mniejszy lub równy -20 stopni.

Czystość produktu (% obj.)	Zakres przepływu (Nm³/h)	Atmosferyczny punkt rosy (stopień)	Ciśnienie wylotowe (MPaG)
99.9	10 – 3,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
99.5	20 – 5,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
99.0	30 – 6,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
97.0	50 – 8,000	-40 – -60	0.5 – 0.8

Natężenie przepływu i czystość są odwrotnie skorelowane. Na każde 0,5% wzrostu czystości efektywna wydajność gazu danego adsorbera zmniejsza się o około 8–12%. Ciśnienie wylotowe zależy od ciśnienia wlotowego i spadku ciśnienia w układzie, zwykle o 0,05–0,1 MPa poniżej ciśnienia wlotowego.

Odniesienie do zużycia energii

Czystość produktu	Stosunek zużycia powietrza (powietrze/N₂ obj./obj.)	Specyficzne zużycie energii (kWh/Nm3)
99.9%	7.5 – 8.5	0.26 – 0.36
99.5%	4.5 – 5.5	0.18 – 0.26
99.0%	3.8 – 4.5	0.15 – 0.21

Wartości energii reprezentują całkowite zużycie energii przez system, w tym sprężarkę powietrza, osuszacz chłodniczy i moduł wytwarzania azotu (uruchamianie zaworów i oprzyrządowanie), obliczone przy ciągłej pracy z pełnym-obciążeniem. Na każde 5 stopni wzrostu temperatury powietrza na wlocie wydajność sprężarki zmniejsza się o około 2–3%, co odpowiada wzrostowi rzeczywistego zużycia energii.

Dane techniczne (standardowy zakres konstrukcyjny)

Natężenie przepływu azotu: 5 – 8 000 Nm3/h (pojedynczy pociąg); konfiguracja równoległa z wieloma-modułami bez górnego limitu
Zakres regulacji czystości: 95% – 99,999% (odpowiadający zawartości tlenu resztkowego 5% – 10 ppm)
Ciśnienie robocze: 0,4 – 1,2 MPaG (wlot sprężonego powietrza)
Zakres temperatury otoczenia: 5 stopni – 45 stopni; ogrzewanie i izolacja wymagane w obszarach poniżej 0 stopni
System sterowania: sterowanie sekwencyjne PLC (seria Siemens S7-1200 / Mitsubishi FX), 7-calowy ekran dotykowy HMI, komunikacja MODBUS RTU/TCP
Typ zaworu: Pneumatyczne zawory gniazdowe kątowe/przepustnice; czas cyklu 60–180 sekund; żywotność projektowa Większa lub równa 2 milionom cykli
Sita molekularne: Sita molekularne z węglem modyfikowanym litem- lub wapniem-; projektowy okres użytkowania większy lub równy 8 lat (degradacja zdolności adsorpcji mniejsza lub równa 2%/rok w normalnych warunkach)
Poziom hałasu: mniejszy lub równy 80 dB(A) w odległości 1 m (głównie z tłumików wydechu z zaworami pneumatycznymi)

Obowiązujące branże i warunki pracy

Substancje chemiczne: pokrywanie reaktora azotem, zobojętnianie zbiornika, oczyszczanie rurociągu, ochrona katalizatora
Wydobycie węgla: Podziemne zatłaczanie azotu w celu zapobiegania pożarom, inertyzacja zrobów
Produkcja elektroniki: lutowanie rozpływowe / atmosfera ochronna do lutowania na fali, zapobieganie utlenianiu SMT
Przetwórstwo żywności: pakowanie w atmosferze modyfikowanej (MAP), pokrycie zbiorników magazynujących olej roślinny
Obróbka cieplna metali: Wyżarzanie jasne, lutowanie, atmosfera spiekania metalurgii proszków
Środowisko: Wstrzykiwanie azotu ze składowiska w celu ograniczenia zawartości tlenu, oczyszczanie układu oczyszczania gazów spalinowych

Różne gałęzie przemysłu mają różne wymagania dotyczące punktu rosy, przenoszenia aerozoli olejowych i czystości cząstek stałych, którym należy sprostać poprzez odpowiednią-konfigurację wstępnego systemu oczyszczania.

Kodeksy projektowe i dokumentacja zgodności

Projektowanie i wytwarzanie sprzętu może być wykonane zgodnie z następującymi normami. Obowiązujące kody są określane na podstawie lokalizacji projektu i wymagań użytkownika:

Konstrukcja zbiornika ciśnieniowego: ASME Sekcja VIII Div. 1 / GB 150 / PD 5500
Próba ciśnieniowa: hydrostatyczna przy 1,5-krotnym ciśnieniu projektowym; pneumatyczna próba szczelności przy ciśnieniu projektowym 1,0 ×
Elektryczne zabezpieczenie przeciwwybuchowe: ATEX / IECEx / GB 3836 (opcje Ex d / Ex e)
Jakość gazu: ISO 8573-1 (cząstki stałe/woda/olej, trzy parametry)
Zgodność eksportowa: CE/PED, GOST, stempel ASME (pod warunkiem potwierdzenia)

Warunki brzegowe integracji systemu

Jednostka azotu z adsorpcją zmiennociśnieniową, będąca podstawową częścią systemu wytwarzania azotu, do normalnej pracy wymaga następujących-następujących specyfikacji jakości powietrza końcowego:

Zawartość oleju w sprężonym powietrzu: mniejsza lub równa 0,01 mg/m3 (klasa 1)
Cząstki stałe: mniejsze lub równe 0,01 μm, stężenie mniejsze lub równe 0,1 mg/m3 (klasa 1)
Temperatura na wlocie: mniejsza lub równa 40 stopni (na wylocie suszarki chłodniczej)
Wahania ciśnienia: Wartość zadana ±0,03 MPa

Niespełnienie powyższych warunków obróbki wstępnej może spowodować nieodwracalną utratę zdolności adsorpcji z powodu zanieczyszczenia aerozolem oleju lub sproszkowania cząstek w wyniku wnikania ciekłej wody, co w konsekwencji wpłynie na czystość produktu i stabilność przepływu.

Rozważania dotyczące rozmiaru

Czystość, natężenie przepływu i ciśnienie są współzależne. Dobór powinien opierać się na warunkach brzegowych „minimalna wymagana czystość + maksymalny przepływ chwilowy”, a nie na wartościach średnich. W przypadku dalszych zastosowań z cyklicznymi wahaniami zapotrzebowania zalecany jest zbiornik buforowy azotu (zwykle 0,5–2 razy większy od minutowej przepustowości), aby zapobiec dryftowi czystości spowodowanemu częstymi stanami przejściowymi obciążenia adsorberów.

Jeśli dostępny jest istniejący system dystrybucji sprężonego powietrza, pozostałą wydajność powietrza należy sprawdzić pod kątem wymagań dotyczących zużycia powietrza PSA. Jeżeli nie jest to przewidziane, wybór sprężarki powietrza musi zostać uwzględniony w ogólnym planie systemu.

Konfiguracja sprzętu

Standardowa konfiguracja to zespół montowany na płozach-z zbiornikami adsorbera, zbiornikiem buforowym, kolektorem zaworów i elektryczną szafką sterowniczą zintegrowanymi na pojedynczej stalowej ramie podstawy na potrzeby transportu i instalacji na miejscu. W przypadku projektów o dużym-przepływie lub ograniczonej przestrzeni- można zastosować układ podzielony (naczynia adsorbera i zbiornik buforowy instalowane oddzielnie) lub konfigurację równoległą z dwoma-rzędami, aby zmniejszyć wysokość pojedynczego zbiornika.

Jednostka azotu z adsorpcją zmiennociśnieniową może być wyposażona w analizator czystości azotu online (typ paramagnetyczny lub tlenek cyrkonu) i przetwornik punktu rosy do ciągłego monitorowania jakości gazu produktowego, ze sterowaniem blokadą dla cyklicznego przełączania zaworów lub wyzwalania alarmu czystości.

Shenger Gas Equipment zapewnia dokumentację inżynierską opartą na sprawdzonych wynikach projektów, obejmującą pełne spektrum przepływu i czystości. Wewnętrzne narzędzia symulacyjne i procedury algorytmiczne obsługują-niestandardowe konfiguracje projektowe. Każdy system podlega ciągłym testom operacyjnym przed wysyłką, z zachowaniem pełnej dokumentacji z kontroli. W przypadku specyficznych warunków miejsca, arkusze danych technicznych, szacunki zużycia energii i rysunki P&ID mogą być dostarczone po dostarczeniu podstawowych parametrów projektu.