Новости центр
Новости
Установка для извлечения азота из воздуха с применением углеродного молекулярного сита
Эта установка обычно называется азотогенератором. Ее технологический процесс осуществляется методом адсорбции при изменении давления (сокращенно метод P.S.A) при нормальной температуре. Адсорбция при изменении давления представляет собой процесс адсорбционного разделения без источника тепла. Адсорбционная емкость углеродного молекулярного сита по отношению к адсорбируемым компонентам (главным образом к молекулам кислорода) изменяется в зависимости от вышеупомянутого принципа: при нагнетании давления и выработке газа происходит адсорбция, а при снижении давления и выпуске газа — десорбция, что обеспечивает регенерацию углеродного молекулярного сита. В то же время азот, обогащенный в газовой фазе слоя, проходит через слой и становится продуктовым газом. Все эти шаги объединяются в циклическую операцию.
Циклический процесс адсорбции при изменении давления включает следующие рабочие этапы: нагнетание давления и выработка газа; выравнивание давления; снижение давления и выпуск газа; затем снова нагнетание давления и выработка газа и т. д., образуя циклический процесс. В зависимости от метода регенерации процесса можно различать вакуумную регенерацию и регенерацию при нормальном давлении.
Оборудование азотогенератора по методу P.S.A может включать, в зависимости от потребностей пользователя, систему сжатия и очистки воздуха, систему адсорбции при изменении давления, систему программного управления клапанами (при вакуумной регенерации также необходим вакуумный насос) и систему подачи азота.
Условия, которые необходимо контролировать при получении азота с использованием углеродного молекулярного сита
- Процесс сжатия и очистки воздуха
Очень важно, чтобы в адсорбционную колонну с углеродным молекулярным ситом поступал чистый исходный воздух, так как частицы и органические вещества, попадающие в адсорбционную колонну, могут забивать микропоры углеродного молекулярного сита и постепенно снижать его сепарационные свойства.
Способы очистки исходного воздуха: 1) размещение входного отверстия воздушного компрессора вдали от мест, где присутствуют пыль, масляный туман и органические вещества; 2) очистка исходного воздуха с помощью осушителя холодом, адсорбционной системы очистки и т. д., после чего очищенный воздух поступает в адсорбционную колонну с углеродным молекулярным ситом. - Концентрация и объем вырабатываемого азота
При получении азота с использованием углеродного молекулярного сита концентрацию N2 и объем вырабатываемого газа можно регулировать в соответствии с потребностями пользователя. При определенном времени выработки газа и рабочем давлении снижение объема вырабатываемого газа приведет к повышению концентрации N2, и наоборот, концентрация N2 снизится. Пользователи могут регулировать эти параметры в соответствии с фактическими потребностями. - Время выравнивания давления
В процессе получения азота с использованием углеродного молекулярного сита, когда адсорбция в одной адсорбционной колонне заканчивается, давленный газ из этой колонны может подаваться в другую уже регенерированную колонну сверху и снизу, чтобы давление газа в обеих колоннах стало одинаковым. Этот процесс называется выравниванием давления в адсорбционных колоннах. Выбор подходящего времени выравнивания давления позволяет не только восстановить энергию, но и снизить ударные нагрузки на молекулярное сито в адсорбционной колонне, тем самым продлевая срок службы углеродного молекулярного сита. С учетом скорости переключения клапанов время выравнивания давления обычно выбирают в пределах 1-3 секунд. - Время выработки газа
В зависимости от различий в скорости диффузии углеродного молекулярного сита по отношению к кислороду и азоту адсорбция O2 достигает равновесия за короткое время, при этом количество адсорбированного N2 невелико. Короткое время выработки газа может эффективно повысить продуктивность углеродного молекулярного сита, но при этом увеличивается частота переключения клапанов, поэтому характеристики клапанов также очень важны. Обычно время адсорбции выбирают в пределах 30-120 секунд. Для малогабаритных азотогенераторов с высокой чистотой рекомендуется использовать короткое время выработки газа, а для крупногабаритных азотогенераторов с низкой концентрацией — длительное время выработки газа. - Рабочее давление
Углеродное молекулярное сито обладает одновременно кинетическим эффектом и эффектом равновесной адсорбции: чем выше парциальное давление адсорбируемого вещества, тем выше адсорбционная емкость. Поэтому адсорбция под давлением является выгодной. Однако слишком высокое адсорбционное давление увеличивает требования к выбору типа воздушного компрессора. Кроме того, требования к адсорбционному давлению в двух процессах — регенерации при нормальном давлении и вакуумной регенерации — также различны. С учетом всех факторов рекомендуется выбирать адсорбционное давление в пределах 5-8 кг/см² для процесса регенерации при нормальном давлении и 3-5 кг/см² для процесса вакуумной регенерации. - Рабочая температура
Выбор более низкой адсорбционной температуры для адсорбента способствует лучшему функционированию углеродного молекулярного сита. Поэтому, если позволяют условия, снижение адсорбционной температуры в технологии азотогенератора является выгодным.
Упаковка и использование продукта - Перед отгрузкой продукт проходит строгий контроль качества в соответствии с корпоративными стандартами, чтобы обеспечить соответствие качественным показателям.
- Продукт упакован в герметичные пластиковые бочки, которые обеспечивают хорошую герметичность и открываются только перед заполнением и использованием, чтобы предотвратить попадание влаги.
- Заполнение должно быть плотным, для уплотнения можно использовать подходящие методы вибрации, но не ударять непосредственно палкой.
Ниже давления азота в исходном газе на 0,1 МПа
Температура: ≤40°С
Состав системы
Установка для очистки азота методом PSA состоит из смесителя, каталитического реактора, послеохладителя, циклонного сепаратора, фильтра, адсорбционного осушителя, анализатора содержания кислорода, расходомера и буферного бака для продуктового азота. Схема процесса. В соответствии с непрерывно контролируемым фактическим содержанием кислорода регулируется количество водорода, подаваемого в исходный газ. Для минимизации избытка водорода используется специально разработанное смесительное устройство и высокоточная система управления водородом. Затем смесь подается в каталитический реaktor, где водород реагирует с кислородом с выделением тепла и образованием водяного пара. Большинство водяного пара конденсируется в послеохладителе и удаляется с помощью высокоэффективного водосепаратора. Затем, в зависимости от требуемой точки росы продуктового газа, сушка производится с помощью холодильного осушителя или адсорбционного осушителя. Холодильный осушитель позволяет получить продуктовый газ с точкой росы -25°С при нормальном давлении, при точке росы ниже -40°С требуется использование адсорбционного осушителя. Чистота продуктового газа непрерывно контролируется с помощью анализатора содержания кислорода. Если чистота продуктового газа ниже требуемой клиентом, газ сбрасывается. Вся система работает в автоматическом режиме без участия оператора.