Γεννήτρια Ν2 συστημάτων PSA παραγωγής αζώτου τύπων προσρόφησης ταλάντευσης πίεσης

Γεννήτρια αζώτου OSP με την αγνότητα 95%-99.999% 435 PSI που χρησιμοποιούνται για την κοπή λέιζερ ινών 20000W με τα πιστοποιητικά ASME

Η παραγωγή αζώτου που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία προσρόφησης ταλάντευσης πίεσης (PSA) πέρα από ένα μοριακό κόσκινο άνθρακα (CMS) θεωρείται μια ώριμη, οικονομικώς αποδοτική και ιδιαίτερα αποδοτική μέθοδος για να παραγάγει το άζωτο για να καλύψει ένα ευρύ φάσμα των απαιτήσεων αγνότητας και ροής. Οι τρέχουσες αυξήσεις στην αποδοτικότητα στις PSA-βασισμένες στην εγκαταστάσεις άζωτο-παραγωγής οδηγούνται από τα ενισχυμένα υλικά CMS (σχήμα 1) και τις βελτιώσεις διαδικασίας. Αυτό το άρθρο παρέχει μια επισκόπηση των βασικών αρχών της PSA-βασισμένης στο παραγωγής αζώτου, εστιάζοντας συγκεκριμένα στις καινοτόμες πρακτικές και τα βελτιωμένα υλικά CMS. Μαζί, αυτές οι πρόοδοι συμβάλλουν στη συνεχή βελτίωση στην απόδοση συστημάτων PSA, που δίνει στους χημικούς χειριστές εγκαταστάσεων βιομηχανιών διαδικασίας (ΔΤΚ) έναν αποδεδειγμένο τρόπο να παραγάγουν έναν αξιόπιστο και χαμηλού κόστους ανεφοδιασμό του high-purity ξηρού αζώτου onsite.

ΣΧΗΜΑ 1. Οι μοριακοί σβόλοι κόσκινων άνθρακα (CMS), που κατασκευάζονται χαρακτηριστικά από τα κοχύλια καρύδων, παρέχουν τη επιφάνεια και τη δομή πόρων που απαιτούνται για να χωρίσει το οξυγόνο και το άζωτο από ένα ρεύμα κολπίσκων συμπιεσμένου αέρα

Άζωτο — και στην αεριώδη και υγρή κατάσταση — χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα των εφαρμογών σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς. Αυτοί περιλαμβάνουν την παραγωγή των τροφίμων και των ποτών, των χημικών ουσιών και των φαρμακευτικών ειδών επεξεργασία πετρελαίου η θερμική επεξεργασία των μετάλλων η κατασκευή του επίπεδου γυαλιού, των ημιαγωγών και της ηλεκτρονικής και πολύ περισσότεροι. Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις που απαιτούν τους μεγάλους όγκους του αζώτου ψάχνουν πάντα τις αποδοτικές μεθόδους παραγωγής αζώτου onsite για να ανταποκριθούν σε όλες τις προδιαγραφές σχετικός με την αγνότητα, τις απαιτήσεις ροής, την κατανάλωση ισχύος, το ίχνος και τη φορητότητα

Το αέριο αζώτου παράγεται με το χωρισμό του αέρα στα αρχικά συστατικά μόριά του (άζωτο και οξυγόνο), χρησιμοποιώντας τη μια από δύο μεθόδους: 1. Παραδοσιακό κρυογόνο fractionation του αέρα που έχει υγροποιηθεί ή 2. Χωρισμός του αεριώδους αέρα που χρησιμοποιεί την προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA) ή τα μεμβράνη-βασισμένα συστήματα χωρισμού. Εάν οι μεγάλοι όγκοι του αζώτου με την εξαιρετικά υψηλή αγνότητα (99,998%) απαιτούνται, κρυογόνο fractionation του αέρα παραμένει η αποδοτικότερη και οικονομική επιλογή τεχνολογίας [2]. Αυτό είναι η παλαιότερη μέθοδος παραγωγής αζώτου, και έχει τη δυνατότητα να παραγάγει και το αεριώδες και υγρό άζωτο (για την καθημερινή χρήση και ως εφεδρικό ανεφοδιασμό). Κρυογόνο fractionation του αέρα πραγματοποιείται χαρακτηριστικά στις μεγάλης κλίμακας εμπορικές εγκαταστάσεις που παραδίδουν έπειτα το παραχθε'ν άζωτο στους χρήστες.

Εντούτοις, σε πολλές εγκαταστάσεις ΔΤΚ, το εμπλουτισμένο άζωτο παράγεται onsite χρησιμοποιώντας το smaller-scale χωρισμό PSA ή τα μεμβράνη-βασισμένα συστήματα χωρισμού. Τα συστήματα PSA λειτουργούν στην αρχή της φυσικής προσρόφησης του οξυγόνου στον αέρα από τα μοριακά υλικά κόσκινων άνθρακα (όπως εκείνοι που παρουσιάζονται στο σχήμα 1), αφήνοντας ένα εμπλουτισμένο ρεύμα αζώτου ως προϊόν η διαδικασία είναι διευκρινισμένη στο σχήμα 2. Τα σημερινά συστήματα PSA μπορούν οικονομικά να παραγάγουν το άζωτο από το συμπιεσμένο αέρα σε ποικίλους όγκους. Για παράδειγμα, τα σημερινά συστήματα μπορούν να χειριστούν ένα ρεύμα αέρα κολπίσκων λιγότερο από 5.000 στα πρότυπα περισσότερο από 60.000. ft3/h, σοβαρά που παράγουν το Ν2 που καλύπτει τις απαιτήσεις αγνότητας από 95 έως 99.9995%

ΣΧΗΜΑ 2. Μέσα στους σβόλους CMS, το οξυγόνο προσροφάται κατά προτίμηση, επιτρέποντας σε ένα άζωτο-πλούσιο ρεύμα προϊόντων για να συλληφθεί για τη χρήση onsite

Εντούτοις, οι κύριες και λειτουργικές δαπάνες ενός συστήματος PSA συσχετίζονται άμεσα με την αγνότητα του αζώτου παραχθε'ντος, και αυτές οι δαπάνες αναρριχούνται γρήγορα μόλις απαιτηθεί το άζωτο με την αγνότητα μεγαλύτερη από 99,5%. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να είναι οικονομικώς αποδοτικό να παραχθεί το άζωτο υψηλός-αγνότητας με πρώτα να παραγάγει το άζωτο αγνότητας 99,5% χρησιμοποιώντας ένα σύστημα PSA, και χρησιμοποιώντας έπειτα μια μονάδα παλλάδιου ή χαλκού για να αφαιρέσει τα υπόλοιπα επίπεδα οξυγόνου στο προϊόν αζώτου. Τέτοια συστήματα μπορούν να ρίξουν το υπόλοιπο οξυγόνο σε 1-3 PPM.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΣΩΣΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Κατά επιλογή της πιό κατάλληλης διαδικασίας άζωτο-παραγωγής, διάφορες την παράμετροι πρέπει να εξεταστούν. Η αγνότητα και η ικανότητα είναι οι περισσότεροι σοβαροί παράγοντες που μπορούν να έχουν επιπτώσεις στην επιλογή της μεθοδολογίας παραγωγής, και ως εκ τούτου, να ασκήσουν άμεση επίδραση στο κόστος μονάδας του αζώτου παραχθε'ντος. Η χρήση ενός συστήματος άζωτο-παραγωγής PSA, το οποίο μπορεί να σχεδιαστεί για να συναντήσει όλους τους τύπους και τα σχέδια της ροής αζώτου — σταθερός, περιοδικός και ακανόνιστος — έχει αυξηθεί στη δημοτικότητα κατά τη διάρκεια των τελευταίων αρκετών δεκαετιών, χάρι στην απλότητα, την απόδοση, την ευελιξία, την αξιοπιστία και τις σχετικά χαμηλές κύριες και λειτουργικές δαπάνες αυτής της διαδρομής παραγωγής.

Εντούτοις, το βέλτιστο ποσοστό άζωτο-παραγωγής που χρησιμοποιεί ένα σύστημα PSA βασισμένο στους σβόλους CMS είναι περίπου 3.000 Nm3/h του Ν2 παραχθε'ντος (αγνότητα >95%). Μέσα σε εκείνη την σειρά, η PSA είναι μια πιό οικονομική επιλογή από τον o2/N2-χωρισμό από τη ρευστοποίηση αέρα και τον κρυογόνο χωρισμό, ή από τον μεμβράνη-βασισμένο χωρισμό. Οι αρχές της PSA-βασισμένης στον τεχνολογίας άζωτο-παραγωγής που χρησιμοποιεί CMS και διάφορες σημαντικές πτυχές της τεχνογνωσίας εφαρμοσμένης μηχανικής διαδικασίας συζητούνται κατωτέρω.

ΜΟΡΙΑΚΑ ΚΟΣΚΙΝΑ ΑΝΘΡΑΚΑ

CMS είναι μέρος μιας ειδικής κατηγορίας ενεργοποιημένων ανθράκων που έχουν την μη-κρυστάλλινη (άμορφη) δομή με μια σχετικά στενή διανομή πόρος-μεγέθους. Αυτό το υλικό παρέχει τους μοριακούς χωρισμούς βασισμένους στο ποσοστό προσρόφησης του αζώτου, παρά τις διαφορές στην ικανότητα προσρόφησης μεταξύ του οξυγόνου και του αζώτου. Το σχήμα 2 παρουσιάζει εσωτερική δομή ενός υλικού CMS που είναι κατάλληλο για το χωρισμό (αφαίρεση) των μορίων Ο2 από τα μόρια Ν2 στο συμπιεσμένου αέρα κολπίσκο, για να παραγάγει ένα εμπλουτισμένο ρεύμα αζώτου (σημείωση: Τα μοριακά κόσκινα άνθρακα είναι εκλεκτικά για το οξυγόνο, ενώ zeolite τα μοριακά κόσκινα είναι εκλεκτικά για το άζωτο).

Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα περιλαμβάνουν:

Dualbed και σχέδιο Monobed

Πλήρης συσκευασία με pre-filtration και απομονωτών τη δεξαμενή

Ασφαλής και αξιόπιστος

Καθαρό άζωτο 95 - 99,999% προϊόντων συνεχώς

Dewpoints σε -58°F (- 50°C)

Το αποστειρωμένο φίλτρο αέρα τελικών φάσεων είναι USDA/FSIS που γίνεται αποδεκτό για τη χρήση στις ομοσπονδιακά επιθεωρημένες εγκαταστάσεις κρέατος και πουλερικών. Στην πλήρη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις FDA και GFSI

Οι πύργοι PSA δεν απαιτούν καμία συντήρηση

Αναφορά σχεδίου:

Πίεση 7,5 κολπίσκων συμπιεσμένου αέρα φραγμός (γ)/108 PSI (γ)

Ατμοσφαιρική ποιότητα 1.4.1 σύμφωνα με το ISO 85731:2010

Πίεση 6 εξόδου αζώτου φραγμός (γ)/87psi (γ)

Ποιότητα αζώτου 1.2.1 σύμφωνα με το ISO 85731:2010.

Σχεδιασμένη θερμοκρασία ανώτατα 50 ℃ εργασίας

Σημείο δροσιάς στην έξοδο αζώτου - 40 ℃

Σημειώσεις:

Ανώτατη πίεση εργασίας γεννητριών αζώτου OSP 10 φραγμός (γ)/145psi (γ)

Μετά από το αίτημα της PSA η επιτόπια γεννήτρια αζώτου θα προσαρμοστεί:

Φραγμός λειτουργώντας πίεσης >10 (γ)/145 PSI (γ)

Σημείο δροσιάς < - 50 ℃

Plug and play

Κινητός/συσκευασμένος

Άλλες ειδικές απαιτήσεις σύμφωνα με τις συνθήκες περιοχών