В съвременното промишлено производство азотният газ, като важен инертен защитен газ, се използва широко в различни области като химическата промишленост, електрониката, металообработката и опаковането на храни. Генерирането на-азот на място се превърна в предпочитано решение за много предприятия поради характеристиките си на стабилност,-ценова ефективност и контролируемост. Тази статия ще предостави-задълбочен анализ на основните принципи на работа на промишлените азотни генератори и ще се съсредоточи върху обсъждането на ключови методи за контролиране на тяхното потребление на енергия, с цел да помогне на предприятията да постигнат ефективно и-енергоспестяващо снабдяване с азот.
Основни принципи на работа на промишлените азотни генератори
Има три основни технологии за генериране на азот, които обикновено се използват в промишлеността: криогенно разделяне на въздуха, мембранно разделяне и адсорбция с промяна на налягането (PSA). Понастоящем базираните на PSA-промишлени генератори на азот, използващи въглеродно молекулярно сито (CMS) като адсорбент, доминират в приложения с малки до средни изисквания за дебит поради тяхната възможност за бързо стартиране-спиране, проста работа и относително ниска консумация на енергия.
Техният основен принцип се основава на разликата в скоростите на дифузия на кислородните и азотните молекули от въздуха върху повърхността на въглеродното молекулярно сито. Сгъстеният въздух след пречистване влиза в адсорбционна кула, пълна с въглеродно молекулярно сито. Под високо налягане молекулите на кислорода с по-малък диаметър бързо навлизат в микропорите на молекулното сито и се адсорбират. Обратно, азотните молекули с по-голям диаметър дифундират по-бавно и повечето от тях преминават, което води до високо{3}}чист азотен газ. Обикновено системата използва структура с двойна -кула. Докато една кула адсорбира и произвежда азот, другата кула регенерира молекулярното сито чрез намаляване на налягането (десорбция), което позволява непрекъснато подаване на азот чрез редуващи се цикли. Целият този процес се управлява автоматично от контролер с прецизна синхронизираща последователност, оформяйки техническата основа за стабилната работа на индустриалните генератори на азот.
Ключови фактори, влияещи върху консумацията на енергия и оптимизацията на системата
Консумацията на енергия е в основата на оперативните разходи за промишлените генератори на азот. Енергийната консумация на единица се определя основно от консумацията на сгъстен въздух. Следователно оптимизирането на потреблението на енергия по същество означава оптимизиране на ефективността на използване на сгъстения въздух. Основните влияещи фактори и насоки за оптимизация са следните:
1. Качество на сгъстения въздух и предварителна обработка: Сгъстеният въздух, подаван към генератора на азот, трябва да бъде подложен на строго пречистване. Масло, течна вода и фин прах могат да отровят или задръстят въглеродното молекулярно сито, което води до рязък спад в ефективността на адсорбция. За да се поддържа производството на газ, обемът на обработка на въздуха ще трябва да се увеличи, което води до загуба на енергия. Ето защо е от съществено значение системата да се оборудва с ефективни и надеждни хладилни въздушни изсушители, филтри и средства за премахване на масла с активен въглен. Това е основата за спестяване на енергия.
2. Оразмеряване на оборудването и съвпадение на параметрите на процеса: Изборът на подходящия модел е от решаващо значение. Предприятията трябва да изберат модела въз основа на техния действително необходим дебит на азот, чистота и модел на използване (непрекъснато или периодично). Работата на оборудването при ниско натоварване за продължителни периоди или изборът на извънгабаритна единица за посрещане на случайни пикови изисквания води до неефективност („използване на голям кон за теглене на малка количка“) и значително увеличава енергийната консумация на единица. Освен това, при предпоставката за спазване на изискванията на процеса, трябва да се избягва сляпото преследване на прекомерно висока чистота. Всеки процентен пункт увеличение на чистотата на азота може да доведе до не-линейно увеличение на консумацията на енергия. Задълбочената-комуникация с доставчиците за определяне на оптималната чистота-точка на баланс на потока е първата професионална стъпка към енергоспестяване.
3. Ефективност и поддръжка на адсорбционната система: Въглеродното молекулярно сито е "сърцето" на PSA генератор на азот. Намаляването на неговите адсорбционни характеристики е пряко свързано с консумацията на енергия. Влошената производителност на молекулярното сито води до недостатъчно производство на азот или неспазване на стандартите за чистота. След това системата може да компенсира автоматично чрез увеличаване на консумацията на въздух, за да поддържа мощността, като по този начин увеличава потреблението на енергия. Установяването на редовно тестване на производителността и график за поддръжка и навременната подмяна или допълване на молекулярното сито, преди ефективността му да се влоши до икономически критична точка, е от ключово значение за поддържане на дългосрочна-ниско{6}}енергийна работа.
Всеобхватни стратегии за контрол и управление на потреблението на енергия
Освен оптимизирането на самото оборудване, систематичният контрол и управление са от съществено значение за постигане на по-големи енергийни спестявания.
1. Оптимизиране на тръбопроводни мрежи и възстановяване/повторно използване:
Проектирайте рационално тръбопроводната мрежа за разпределение на азот на завода, за да минимизирате загубите на налягане и да предотвратите течове. Помислете за внедряване на многостепенна система за подаване на налягане за различни точки с различни изисквания за налягане. Освен това проучете възможностите за възстановяване на частично изпуснати богати на -азот отработени газове за използване в приложения с ниско{3}}потребление като продухване или инертиране, като по този начин подобрявате цялостното използване на газа.
2. Интелигентен контрол и управление на потока:
Надстройте до усъвършенствани интелигентни системи за управление, способни автоматично да коригират работните параметри на оборудването, като време на цикъла на адсорбция, в отговор на-промени в реално време в търсенето на газ надолу по веригата. Това помага да се избегнат ненужни загуби при вентилиране. В сценарии, включващи множество единици, разположете интегрирана система за управление, за да гарантирате, че цялото оборудване работи в своя висок-обхват на ефективност, избягвайки неефективни работни условия.
3. Мониторинг и анализ на енергийни данни:
Създаване на цялостна система за мониторинг на потреблението на енергия за проследяване на ключови показатели, включително консумация на електроенергия на кубичен метър произведен азот (специфична консумация на енергия). Чрез анализ на данни операторите могат да получат ясна представа за енергийната ефективност на оборудването, своевременно да идентифицират нередностите и да получат солидна основа за вземане на информирани решения относно превантивната поддръжка и енергоспестяващите-ретрофити.
Икономията на енергия за индустриални генератори на азот е систематичен проект, обхващащ избор на оборудване, ежедневна работа, поддръжка на системата и интелигентно управление. Разбирането на техните принципи на работа е отправната точка, докато усъвършенстваният контрол на потреблението на енергия е ключът към непрекъснатото намаляване на производствените разходи и повишаване на конкурентоспособността на предприятието. Предприятията трябва да възприемат гледна точка на разходите за пълен жизнен-цикъл, да си сътрудничат с доставчици, притежаващи задълбочена техническа експертиза и богат практически опит, и съвместно да разработват и прилагат научни-решения за пестене на енергия.
Като доставчик на технически услуги, който е дълбоко вкоренен в областта на отделянето на газ, Shenger Gas винаги се ангажира да предлага на клиентите решения за генериране на азот, съобразени с действителните условия на работа, и услуги за оптимизиране на енергийната ефективност с пълен-цикъл. Ние помагаме на предприятията да постигнат безопасно, стабилно и икономично снабдяване с азот, създавайки устойчива оперативна стойност.
