क्षमता 100 एससीएफएम शुद्धता 99.999% 110 पीएसआईजी के साथ लिथियम बैटरी उद्योग के लिए एन2 जनरेटर
कार्बन आणविक छलनी (सीएमएस) पर दबाव स्विंग सोखना (पीएसए) तकनीक का उपयोग करके किया जाने वाला नाइट्रोजन उत्पादन शुद्धता और प्रवाह आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को पूरा करने के लिए नाइट्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक परिपक्व, लागत प्रभावी और अत्यधिक कुशल तरीका माना जाता है।पीएसए-आधारित नाइट्रोजन-उत्पादन सुविधाओं में दक्षता में निरंतर वृद्धि उन्नत सीएमएस सामग्रियों (चित्रा 1) और प्रक्रिया सुधारों द्वारा संचालित की जा रही है।यह लेख विशेष रूप से नवीन प्रथाओं और बेहतर सीएमएस सामग्रियों पर ध्यान केंद्रित करते हुए पीएसए-आधारित नाइट्रोजन उत्पादन के बुनियादी सिद्धांतों का अवलोकन प्रदान करता है।साथ में, ये प्रगति पीएसए प्रणाली के प्रदर्शन में निरंतर सुधार में योगदान करती है, जिससे रासायनिक प्रक्रिया उद्योगों (सीपीआई) संयंत्र संचालकों को उच्च शुद्धता वाले सूखे नाइट्रोजन की विश्वसनीय और कम लागत वाली आपूर्ति का उत्पादन करने का एक सिद्ध तरीका मिलता है।
चित्र 1. कार्बन आणविक छलनी (सीएमएस) छर्रे, जो आमतौर पर नारियल के छिलके से निर्मित होते हैं, संपीड़ित वायु इनलेट स्ट्रीम से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को अलग करने के लिए आवश्यक सतह क्षेत्र और छिद्र संरचना प्रदान करते हैं।
एनइट्रोजन - गैसीय और तरल दोनों अवस्थाओं में - कई औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।इनमें खाद्य पदार्थ और पेय पदार्थ, रसायन और फार्मास्यूटिकल्स का उत्पादन शामिल है;पेट्रोलियम प्रसंस्करण;धातुओं का तापीय उपचार;फ्लैट ग्लास, अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक्स का निर्माण;और भी कई।जिन औद्योगिक सुविधाओं को बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, वे हमेशा शुद्धता, प्रवाह आवश्यकताओं, बिजली की खपत, पदचिह्न और पोर्टेबिलिटी से संबंधित सभी विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए ऑन-साइट नाइट्रोजन उत्पादन के कुशल तरीकों की तलाश करते हैं।
नाइट्रोजन गैस का उत्पादन हवा को उसके प्राथमिक घटक अणुओं (नाइट्रोजन और ऑक्सीजन) में अलग करके, दो तरीकों में से एक का उपयोग करके किया जाता है: 1. हवा का पारंपरिक क्रायोजेनिक अंशीकरण जिसे तरलीकृत किया गया है;या 2. दबाव स्विंग सोखना (पीएसए) या झिल्ली-आधारित पृथक्करण प्रणालियों का उपयोग करके गैसीय हवा को अलग करना।यदि अत्यधिक उच्च शुद्धता (99.998%) के साथ बड़ी मात्रा में नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, तो हवा का क्रायोजेनिक अंशीकरण सबसे कुशल और किफायती प्रौद्योगिकी विकल्प है [2]।यह नाइट्रोजन उत्पादन की सबसे पुरानी विधि है, और इसमें गैसीय और तरल नाइट्रोजन (दैनिक उपयोग के लिए और बैकअप आपूर्ति के रूप में) दोनों का उत्पादन करने की क्षमता है।हवा का क्रायोजेनिक अंशांकन आम तौर पर बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक संयंत्रों में किया जाता है जो फिर उत्पादित नाइट्रोजन को उपयोगकर्ताओं तक पहुंचाते हैं।
हालाँकि, कई सीपीआई सुविधाओं में, छोटे पैमाने पर पीएसए पृथक्करण या झिल्ली-आधारित पृथक्करण प्रणालियों का उपयोग करके समृद्ध नाइट्रोजन का उत्पादन किया जाता है।पीएसए सिस्टम कार्बन आणविक छलनी सामग्री (जैसे कि चित्र 1 में दिखाए गए) द्वारा हवा में ऑक्सीजन के भौतिक सोखने के सिद्धांत पर काम करते हैं, जिससे उत्पाद के रूप में एक समृद्ध नाइट्रोजन धारा निकलती है;इस प्रक्रिया को चित्र 2 में दर्शाया गया है। आज के पीएसए सिस्टम आर्थिक रूप से विभिन्न मात्रा में संपीड़ित हवा से नाइट्रोजन का उत्पादन कर सकते हैं।उदाहरण के लिए, आज के सिस्टम 5,000 से कम से 60,000 एसटीडी से अधिक की इनलेट एयर स्ट्रीम को संभाल सकते हैं।ft3/h, विश्वसनीय रूप से N2 का उत्पादन करता है जो 95 से 99.9995% तक शुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करता है
चित्र 2. सीएमएस छर्रों के भीतर, ऑक्सीजन को प्राथमिकता से सोख लिया जाता है, जिससे साइट पर उपयोग के लिए नाइट्रोजन-समृद्ध उत्पाद धारा को कैप्चर किया जा सकता है।
हालाँकि, पीएसए प्रणाली की पूंजी और परिचालन लागत सीधे उत्पादित नाइट्रोजन की शुद्धता से संबंधित होती है, और 99.5% से अधिक शुद्धता वाले नाइट्रोजन की आवश्यकता होने पर ये लागत तेजी से बढ़ती है।कुछ मामलों में, पहले पीएसए प्रणाली का उपयोग करके 99.5%-शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उत्पादन करके और फिर नाइट्रोजन उत्पाद में ऑक्सीजन के अवशिष्ट स्तर को हटाने के लिए पैलेडियम या तांबे इकाई का उपयोग करके उच्च-शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उत्पादन करना लागत प्रभावी हो सकता है।ऐसी प्रणालियाँ अवशिष्ट ऑक्सीजन को 1-3 पीपीएम तक कम कर सकती हैं।
सही प्रणाली का चयन
सबसे उपयुक्त नाइट्रोजन-उत्पादन प्रक्रिया का चयन करते समय, कई मापदंडों पर विचार किया जाना चाहिए।शुद्धता और क्षमता सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं जो उत्पादन पद्धति की पसंद को प्रभावित कर सकते हैं, और इसलिए, उत्पादित नाइट्रोजन की इकाई लागत पर सीधा प्रभाव पड़ता है।पीएसए नाइट्रोजन-उत्पादन प्रणाली का उपयोग, जिसे नाइट्रोजन प्रवाह के सभी प्रकार और पैटर्न - स्थिर, आवधिक और अनियमित - को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है - सादगी, प्रदर्शन, लचीलेपन, विश्वसनीयता के कारण पिछले कई दशकों के दौरान लोकप्रियता में वृद्धि हुई है। और इस उत्पादन मार्ग की अपेक्षाकृत कम पूंजी और परिचालन लागत।
हालाँकि, सीएमएस छर्रों पर आधारित पीएसए प्रणाली का उपयोग करके इष्टतम नाइट्रोजन-उत्पादन दर उत्पादित एन2 का लगभग 3,000 एनएम3/घंटा (>95% शुद्धता) है।उस सीमा के भीतर, पीएसए वायु द्रवीकरण और क्रायोजेनिक पृथक्करण, या झिल्ली-आधारित पृथक्करण द्वारा O2/N2-पृथक्करण की तुलना में अधिक किफायती विकल्प है।सीएमएस का उपयोग करके पीएसए-आधारित नाइट्रोजन-उत्पादन प्रौद्योगिकी के सिद्धांतों और प्रक्रिया इंजीनियरिंग जानकारी के कई महत्वपूर्ण पहलुओं पर नीचे चर्चा की गई है।
कार्बन आणविक चलनी
सीएमएस सक्रिय कार्बन के एक विशेष वर्ग का हिस्सा है जिसमें अपेक्षाकृत संकीर्ण छिद्र-आकार वितरण के साथ गैर-क्रिस्टलीय (अनाकार) संरचना होती है।यह सामग्री ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के बीच सोखने की क्षमता में अंतर के बजाय नाइट्रोजन के सोखने की दर के आधार पर आणविक पृथक्करण प्रदान करती है।चित्र 2 एक सीएमएस सामग्री की आंतरिक संरचना को दर्शाता है जो संपीड़ित-वायु इनलेट में एन 2 अणुओं से ओ 2 अणुओं को अलग करने (हटाने) के लिए उपयुक्त है, ताकि एक समृद्ध नाइट्रोजन स्ट्रीम प्राप्त हो सके (नोट: कार्बन आणविक चलनी ऑक्सीजन के लिए चयनात्मक हैं, जबकि जिओलाइट आणविक चलनी नाइट्रोजन के लिए चयनात्मक हैं)।
विशेषतायें एवं फायदे
| वस्तु | नाइट्रोजन शुद्धता (Nm3/hr) |
DIMENSIONS |
वज़न | ||||||
| 95% | 99% | 99.5% | 99.9% | 99.99% | 99.995% | 99.999% | (एल*डब्ल्यू*एच) मिमी | किलोग्राम | |
| ओएसपी5 | 21 | 13 | 11 | 8 | 5 | 4.2 | 3 | 1100*600*1700 | 300 |
| ओएसपी10 | 38 | 29 | 25 | 15 | 10 | 7.5 | 6.1 | 1200*650*1800 | 350 |
| ओएसपी20 | 80 | 56 | 52 | 32 | 20 | 16 | 14 | 1600*1000*2200 | 450 |
| ओएसपी40 | 160 | 116 | 105.2 | 67.2 | 40 | 34 | 28 | 1800*1000*2200 | 600 |
| ओएसपी60 | 252 | 174 | 157.8 | 100.8 | 60 | 51 | 45 | 1900*1200*2200 | 750 |
| ओएसपी80 | 339.2 | 232 | 211 | 132 | 80 | 70 | 62 | 2000*1200*2400 | 980 |
| ओएसपी100 | 420 | 290 | 263 | 168 | 100 | 90 | 78 | 2100*1600*2500 | 1300 |
| ओएसपी150 | 630 | 435 | 394.5 | 252 | 150 | 135 | 120 | 2500*1800*2600 | 1600 |
| ओएसपी200 | 848 | 580 | 526 | 336 | 200 | 180 | 160 | 2800*1900*2850 | 2200 |
| ओएसपी250 | 1060 | 725 | 657.5 | 420 | 250 | 225 | 200 | 3100*2000*3200 | 2600 |
| ओएसपी300 | 1270 | 870 | 780 | 500 | 300 | 260 | 240 | 3900*2600*3400 | 3850 |
| ओएसपी400 | 1696 | 1160 | 1052 | 672 | 400 | 360 | 320 | 4500*3250*3600 | 5000 |
| ओएसपी500 | 2120 | 1450 | 1300 | 840 | 500 | 450 | 400 | 4900*3600*3800 | 6500 |
| ओएसपी600 | 2540 | 1740 | 1578 | 1000 | 600 | 540 | 480 | 5300*3600*3900 | 7800 |
| ओएसपी800 | 3390 | 2320 | 2100 | 1340 | 800 | 720 | 640 | 5600*3900*4100 | 10200 |
| ओएसपी1000 | 4240 | 2900 | 2630 | 1680 | 1000 | 900 | 800 | 5800*4000*4500 | 11800 |
डिज़ाइन संदर्भ:
संपीड़ित वायु प्रवेश दबाव 7.5 बार(जी)/108 पीएसआई(जी)
आईएसओ 8573-1:2010 के अनुसार वायु गुणवत्ता 1.4.1
नाइट्रोजन आउटलेट दबाव 6 बार(जी)/87पीएसआई(जी)
ISO 8573-1:2010 के अनुसार नाइट्रोजन गुणवत्ता 1.2.1।
डिज़ाइन किया गया कार्य तापमान अधिकतम 50 ℃
नाइट्रोजन आउटलेट पर ओस बिंदु - 40 ℃
टिप्पणियाँ:
ओएसपी नाइट्रोजन जनरेटर अधिकतम कार्य दबाव 10 बार(जी)/145पीएसआई(जी)
पीएसए के निम्नलिखित अनुरोध के अनुसार ऑन-साइट नाइट्रोजन जनरेटर को अनुकूलित किया जाएगा:
काम करने का दबाव > 10 बार(जी)/145 पीएसआई(जी)
ओसांक ＜ - 50 ℃
प्लग करें और खेलें
चल/कंटेनरीकृत
साइट की स्थितियों के अनुसार अन्य विशेष आवश्यकताएँ
