Jednostka azotu Psa do produkcji azotu, adsorpcja zmiennociśnieniowa

Przenośny generator azotu N2 500 PSI używany w maszynie do cięcia laserowego z systemem butli z azotem

Produkcja azotu prowadzona przy użyciu technologii adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA) na węglowym sicie molekularnym (CMS) jest uważana za dojrzałą, opłacalną i wysoce wydajną metodę produkcji azotu spełniającą szeroki zakres wymagań dotyczących czystości i przepływu.Ciągły wzrost wydajności instalacji wytwarzających azot na bazie PSA wynika z ulepszonych materiałów CMS (rysunek 1) i ulepszeń procesów.Artykuł ten zawiera przegląd podstaw wytwarzania azotu na bazie PSA, skupiając się szczególnie na innowacyjnych praktykach i ulepszonych materiałach CMS.Łącznie postępy te przyczyniają się do ciągłej poprawy wydajności systemów PSA, zapewniając operatorom zakładów przemysłu chemicznego (CPI) sprawdzony sposób na niezawodne i tanie dostarczanie na miejscu suchego azotu o wysokiej czystości.

RYSUNEK 1. Peletki z węglowym sitem molekularnym (CMS), zwykle wytwarzane z łupin orzecha kokosowego, zapewniają pole powierzchni i strukturę porów niezbędną do oddzielenia tlenu i azotu ze strumienia wlotowego sprężonego powietrza

Nazot – zarówno w stanie gazowym, jak i ciekłym – ma szerokie zastosowanie w wielu sektorach przemysłu.Należą do nich produkcja żywności i napojów, chemikaliów i farmaceutyków;przetwarzanie ropy naftowej;obróbka cieplna metali;produkcja szkła płaskiego, półprzewodników i elektroniki;i wiele więcej.Obiekty przemysłowe wymagające dużych ilości azotu zawsze szukają wydajnych metod produkcji azotu na miejscu, aby spełnić wszystkie specyfikacje związane z czystością, wymaganiami dotyczącymi przepływu, zużyciem energii, zajmowaną powierzchnią i przenośnością

Azot gazowy wytwarza się poprzez rozdzielenie powietrza na cząsteczki jego głównego składnika (azot i tlen) przy użyciu jednej z dwóch metod: 1. Tradycyjne kriogeniczne frakcjonowanie skroplonego powietrza;lub 2. Separacja powietrza gazowego za pomocą adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA) lub systemów separacji opartych na membranach.Jeśli wymagane są duże ilości azotu o wyjątkowo wysokiej czystości (99,998%), kriogeniczne frakcjonowanie powietrza pozostaje najbardziej wydajną i ekonomiczną opcją technologiczną [ 2 ].Jest to najstarsza metoda produkcji azotu, umożliwiająca produkcję zarówno azotu gazowego, jak i ciekłego (do codziennego użytku i jako źródło zapasowe).Frakcjonowanie kriogeniczne powietrza jest zwykle przeprowadzane w dużych zakładach komercyjnych, które następnie dostarczają wytworzony azot użytkownikom.

Jednakże w wielu zakładach CPI wzbogacony azot jest wytwarzany na miejscu przy użyciu systemów separacji PSA na mniejszą skalę lub systemów separacji membranowych.Systemy PSA działają na zasadzie fizycznej adsorpcji tlenu z powietrza przez węglowe materiały sit molekularnych (takie jak te pokazane na rysunku 1), pozostawiając jako produkt strumień wzbogaconego azotu;proces ten przedstawiono na rysunku 2. Dzisiejsze systemy PSA mogą w sposób ekonomiczny wytwarzać azot ze sprężonego powietrza w różnych objętościach.Na przykład dzisiejsze systemy mogą obsłużyć strumień powietrza wlotowego o wartości od mniej niż 5000 do ponad 60 000 std.ft3/h, niezawodnie wytwarza N2 spełniający wymagania czystości od 95 do 99,9995%

RYSUNEK 2. W peletkach CMS tlen jest preferencyjnie adsorbowany, co pozwala na wychwycenie strumienia produktu bogatego w azot do wykorzystania na miejscu

Jednakże koszty inwestycyjne i operacyjne systemu PSA są bezpośrednio skorelowane z czystością wytwarzanego azotu i koszty te szybko rosną, gdy wymagany jest azot o czystości większej niż 99,5%.W niektórych przypadkach opłacalne może być wytwarzanie azotu o wyższej czystości poprzez wytworzenie najpierw azotu o czystości 99,5% przy użyciu systemu PSA, a następnie użycie jednostki palladowej lub miedzianej w celu usunięcia resztkowych poziomów tlenu z produktu azotowego.Takie systemy mogą obniżyć resztkowy tlen do 1–3 ppm.

WYBÓR ODPOWIEDNIEGO SYSTEMU

Wybierając najodpowiedniejszy proces produkcji azotu, należy wziąć pod uwagę kilka parametrów.Czystość i wydajność to najważniejsze czynniki, które mogą mieć wpływ na wybór metodologii produkcji, a co za tym idzie, mają bezpośredni wpływ na koszt jednostkowy wyprodukowanego azotu.Stosowanie systemu wytwarzania azotu PSA, który można zaprojektować tak, aby spełniał wszystkie rodzaje i wzorce przepływu azotu – stały, okresowy i nieregularny – zyskało na popularności w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci dzięki prostocie, wydajności, elastyczności i niezawodności oraz stosunkowo niskie koszty inwestycyjne i operacyjne tej ścieżki produkcyjnej.

Jednakże optymalna szybkość produkcji azotu przy użyciu systemu PSA opartego na peletach CMS wynosi około 3000 Nm3/h wytworzonego N2 (czystość> 95%).W tym zakresie PSA jest opcją bardziej ekonomiczną niż separacja O2/N2 poprzez skraplanie powietrza i separację kriogeniczną lub separację membranową.Poniżej omówiono zasady technologii wytwarzania azotu na bazie PSA z wykorzystaniem CMS oraz kilka ważnych aspektów wiedzy z zakresu inżynierii procesowej.

SITKA MOLEKULARNE WĘGLOWE

CMS należy do specjalnej klasy węgli aktywnych, które mają strukturę niekrystaliczną (amorficzną) i stosunkowo wąski rozkład wielkości porów.Materiał ten zapewnia separację molekularną w oparciu o szybkość adsorpcji azotu, a nie różnice w zdolności adsorpcji pomiędzy tlenem i azotem.Rysunek 2 przedstawia wewnętrzną strukturę materiału CMS, który jest odpowiedni do oddzielania (usuwania) cząsteczek O2 od cząsteczek N2 na wlocie sprężonego powietrza w celu uzyskania strumienia wzbogaconego azotu (Uwaga: Sita molekularne węglowe są selektywne w stosunku do tlenu, podczas gdy zeolitowe sita molekularne są selektywne dla azotu).

Korzyści z lokalnego systemu wytwarzania azotu

Korzyści w porównaniu do poprzednich modeli

• Materiały wyższej jakości
• Niższe zużycie energii
• Krótszy czas realizacji
• Dłuższa żywotność generatora N2

Jak to zrobiliśmy

• Uproszczenie – 80% mniej części wykorzystywanych w naszym procesie produkcyjnym
• Automatyka – najnowocześniejsze roboty spawalnicze i gnące
• Izolacja modułowa – dwa zbiorniki ciśnieniowe PSA o standardowej wielkości dla wszystkich pojemności

Serwis i konserwacja

Mniejszy pobór mocy wymaga mniejszej sprężarki.W rezultacie zaoszczędzisz nie tylko na energii, ale także na kosztach eksploatacji/serwisu sprężarki.Ponadto zawory ze stali nierdzewnej mają dłuższą żywotność niż mosiądz.

Model generatora azotu PSA OSP o wysokiej czystości

Odniesienie do projektu:

Ciśnienie na wlocie sprężonego powietrza 7,5 bar(g)/108 psi(g)

Jakość powietrza 1.4.1 zgodnie z normą ISO 8573-1:2010

Ciśnienie wylotowe azotu 6 bar(g)/87psi(g)

Jakość azotu 1.2.1 zgodnie z normą ISO 8573-1:2010.

Zaprojektowana temperatura pracy max 50℃

Punkt rosy na wylocie azotu - 40 ℃

Uwagi:

Generator azotu OSP maksymalne ciśnienie robocze 10 bar(g)/145psi(g)

Na życzenie lokalnego generatora azotu PSA zostanie dostosowany:

Ciśnienie robocze ＞ 10 bar(g)/145 psi(g)

Punkt rosy ＜ - 50 ℃

Podłącz i graj

Przenośny/kontenerowy

Inne specjalne wymagania zgodnie z warunkami panującymi na miejscu

Zastosowania generatora azotu

Oto pięć najpopularniejszych zastosowań generatorów azotu w przemyśle.

Opakowania na żywność

Opakowania w atmosferze modyfikowanej (MAP) zawierające mieszanki gazów azotu i azotu i CO2 są często stosowane w branży opakowań do żywności w celu konserwacji łatwo psujących się produktów, zapobiegając psuciu się, zapewniając świeżość, zachowując smak i wydłużając okres przydatności do spożycia produktu.Wytwarzanie azotu na miejscu jest bardzo korzystne w branży opakowań do żywności w celu utrzymania wysokiej jakości produktu.Firmy zajmujące się pakowaniem żywności mogą zaoszczędzić setki tysięcy dolarów, instalując system na miejscu.

Przechowywanie, transport i wydawanie napojów

Podobnie jak w przypadku przemysłu spożywczego, przemysł napojów również może udoskonalić się dzięki posiadaniu na miejscu systemów wytwarzania azotu.Systemy te zwiększają efektywność transportu napojów do użytkowników końcowych, takich jak firmy pakujące soki, winiarnie, browary i inni producenci systemów dozowania napojów.

Cięcie laserowe

Sukces wycinarki laserowej zależy od oszczędnego i wydajnego warsztatu, dlatego bardzo korzystne jest wytwarzanie własnego azotu na miejscu.Jeśli obecnie kupujesz gaz w butlach pod wysokim ciśnieniem, możesz osiągnąć niesamowite oszczędności, przechodząc na system lokalny.Masowe systemy ciekłego azotu do cięcia laserowego charakteryzują się zazwyczaj stratami podczas oczyszczania sięgającymi 20% zakupionego gazu.Znajdujący się na miejscu generator azotu wyeliminuje te kosztowne straty związane z oczyszczaniem.

Produkcja elektroniki i lutowanie

Wiele zastosowań lutowniczych wymaga azotu o wysokiej czystości, aby zredukować żużel w miejscach lutowania i zmniejszyć napięcie powierzchniowe.Azot o wysokiej czystości pozwala lutowi na czyste oderwanie się od miejsca lutowania.Posiadanie na miejscu systemu wytwarzania azotu jest najbardziej opłacalnym sposobem na zaspokojenie zapotrzebowania na azot.

Inertyzacja zbiorników paliwa i chemikaliów

Idealnym gazem obojętnym do pokrywania lub przepłukiwania zbiorników paliwa i środków chemicznych jest azot.Posiadanie na miejscu systemu azotu obniży koszty i umożliwi całodobowy dopływ azotu odpowiadający Twoim wymaganiom.

Usługi generatorów azotu firmy SUMAIRUI GAS

Lokalne generatory azotu są niezwykle wydajne i opłacalne w różnych zastosowaniach przemysłowych.Instalując system na miejscu, jedyne, na czym musisz się skupić, to konserwacja, a inwestycja zwraca się z czasem.Oferujemy następujące usługi generatorów azotu:

Usługi konserwacyjne

Aby uzyskać pomoc w instalacji, nasz zespół oferuje całodobową pomoc serwisową.Jeśli potrzebujesz konserwacji istniejącego systemu, zadbamy o to, aby generator azotu działał w doskonałym stanie, abyś mógł wrócić do swojej działalności.

Od prawie trzech dekad pomagamy naszym klientom znacznie obniżyć koszty przemysłowego azotu i tlenu, wykorzystując najnowocześniejsze technologie, takie jak lokalne systemy wytwarzania azotu i tlenu.Wypieramy wymóg konieczności zakupu gazu.Zamiast tego sprzedajemy naszym klientom biznesowym technologię i sprzęt potrzebny do wytwarzania własnego gazu na miejscu.