Тъй като промишленото търсене на азот продължава да расте, генераторите на азот на PSA се превърнаха в широко разпространено-решение за доставка на газ на място в химическата обработка, електрониката, фармацевтичните продукти, производството на храни и други сектори. По време на ежедневна работа много потребители се сблъскват с проблеми като нестабилна чистота на азота или недостатъчно производство на азот в сравнение с проектния капацитет. Една често пренебрегвана първопричина е дали скоростта на захранващия въздушен поток отговаря на проектните изисквания на оборудването.
Този раздел предоставя систематично обяснение на изискванията за захранващ-въздух за PSA генератори на азот-от принципи на работа, влияещи фактори до практически методи за контрол-, за да се гарантира стабилна работа и надеждно производство на азот.
Връзка между принципите на работа на азотния генератор на PSA и скоростта на захранващия{0}}въздушен поток
Генераторът на азот PSA използва сгъстен въздух като захранващ газ и разчита на селективните адсорбционни характеристики на въглеродното молекулярно сито (CMS) за отделяне на азот от кислород:
- По време на фазата на херметизиране/адсорбция въглеродното молекулярно сито адсорбира за предпочитане кислород, въглероден диоксид и други следи от компоненти, позволявайки азотът да бъде доставен от горната част на адсорбционната кула.
- По време на фазата на понижаване на налягането или вакуумна десорбция, молекулярното сито освобождава предварително адсорбираните примеси и възстановява своя адсорбционен капацитет.
- Две (или множество) адсорбционни кули работят последователно, което позволява непрекъснат цикъл на генериране на азот.
По време на този цикличен процес скоростта на захранващия -въздушен поток определя количеството въздух, влизащо във всяка адсорбционна кула на цикъл и влияе пряко върху адсорбционното натоварване на CMS, както и върху ритъма на превключване на системата.
Ако скоростта на захранващия{0}}въздушен поток е твърде ниска, изходът на азот ще бъде под проектния капацитет. Обратно, ако скоростта на потока е твърде висока, въглеродното молекулярно сито може да достигне насищане преждевременно, което води до намалена чистота на азота или повишена консумация на енергия.
Въздействие на скоростта на захранващия{0}}въздушен поток върху ефективността на генериране на азот и експлоатационния живот на оборудването
Препоръчителната скорост на захранващия{0}}въздушен поток трябва да съответства на номиналния капацитет за обработка, посочен на табелката с данни на оборудването, с лек оперативен марж. В повечето инженерни приложения той се контролира в рамките на ±10% от номиналната стойност.
Например, помислете за PSA генератор на азот, проектиран с капацитет на обработка от 500 Nm³/h в промишлено предприятие:
- Когато действителният захранващ{0}}въздушен поток остава в рамките на 480–520 Nm³/h, чистотата на азота може постоянно да се поддържа на приблизително 99,9% и системата работи гладко.
- Ако захранващият{0}}въздушен поток остане под 450 Nm³/h, производството на азот ще бъде забележимо недостатъчно и могат да възникнат колебания в налягането в тръбопровода за разпределение на азот.
- Ако захранващият -въздушен поток остане над 550 Nm³/h, може да изглежда, че моменталното количество азот се увеличава, но времето за адсорбция за въглеродното молекулярно сито се свива. В резултат на това чистотата става по-нестабилна, честотата на превключване-на кулата се увеличава и както клапанните модули, така и CMS се износват ускорено.
От гледна точка на оперативните разходи, прекомерният дебит на захранващ{0}}въздушен поток увеличава допълнителната консумация на енергия, но допълнителната енергия не се превръща в пропорционално увеличение на изходния използваем азот. Вместо това често води до по-високи производствени разходи за единица азот.
Ключови фактори, влияещи върху дебита на захранващия-въздушен поток на PSA генераторите на азот
При реални работни условия ефективният захранващ{0}}въздушен поток на генератор на азот PSA се влияе не само от изпускателния капацитет на въздушния компресор, но и от няколко допълнителни фактора:
1. Предварителна -обработка на въздуха и влажност
Ако влагата в сгъстения въздух не е достатъчно отстранена, тя ще бъде преференциално адсорбирана от въглеродното молекулярно сито, заемайки неговия ефективен адсорбционен капацитет-еквивалентен на „консумиране“ на част от наличния-обем въздух.
- Обикновено се изисква точката на оросяване под налягане преди влизане в системата PSA да не надвишава –40 градуса.
- Ако хладилната сушилня, десикантната сушилня или филтрите се запушат или повредят, точката на оросяване ще се повиши, причинявайки колебания в чистотата и намалявайки ефективния капацитет за обработка.
- Прекомерният спад на налягането в -системата за предварителна обработка може също така да доведе до по-ниско входно налягане от проектното изискване, косвено засягайки обема на захранващия{1}}въздух и ефективността на адсорбция.
2. Околна температура и плътност на въздуха
Номиналният захранващ{0}}въздушен поток на PSA генератор на азот обикновено се определя в Nm³/h (стандартен-условен обемен поток). Промените в температурата на околната среда обаче влияят върху плътността на входящия въздух:
- За всяка промяна от 10 градуса в температурата действителният обем-въздух, преобразуван в стандартни условия, може да се отклони с 3%–5%.
- По време на високи-температурни летни условия, плътността на въздуха, изпускан от компресора, намалява. Без настройка на параметрите, ефективният захранващ{2}}въздушен поток, влизащ в системата PSA, често е по-нисък от стойността на табелката.
Следователно, за системи, работещи при летни условия или в тропически региони, е необходимо да се приложат подходящи корекционни коефициенти по време на етапа на проектиране, вместо да се разчита единствено на номиналния дебит на табелката на въздушния компресор.
3. Входящо налягане и спад на налягането в тръбопровода
Генераторите на азот PSA обикновено са проектирани да работят с входно налягане в диапазона 6–8 bar(g):
- Когато входното налягане е твърде ниско, масата на въздуха, влизащ в адсорбционната кула за единица време, е недостатъчна, което води до намалено производство на азот и намалена чистота на продукта.
- Когато входящото налягане е твърде високо, моментната производителност може да се увеличи, но консумацията на енергия на компресора нараства рязко и съответно механичното натоварване на клапаните, тръбопроводите и адсорбционните кули се увеличава.
- Ако тръбопроводът на място е прекалено дълъг, съдържа твърде много колена или има малък диаметър, може да възникне значителен спад на налягането-, което да доведе до несъответствие между налягането на изхода на въздушния компресор и действителното входно налягане на модула PSA.
В много инсталации неправилното оформление на тръбопровода и запушените филтри са основните причини, поради които "теоретичният прием изглежда достатъчен, но действителният прием е недостатъчен."
Как да определите и проверите подходящата скорост на подаване-въздушен поток
Определянето на правилния дебит-въздушен поток за генератор на азот PSA може да се извърши чрез следните стъпки:
1. Работете назад от необходимото търсене на азот
Започнете с определяне на изискванията за процеса-консумацията на азот, целевата чистота и профила на използване (непрекъснато или периодично). След това преценете необходимия обем-въздушен въздух въз основа на типичната ефективност на PSA системата.
Пример:
- Ако производственият процес изисква 1000 Nm³ азот на ден при 99,9% чистота,
- А общата ефективност на системата PSA (включително загубите от адсорбция, загубите от вентилационните отвори и загубите при превключване) се приема за 80%–85%,
- Тогава необходимият дневен обем сгъстен въздух е приблизително 1200–1300 Nm³.
Преобразувайте тази стойност в почасов дебит и я използвайте като основа за избор и проверка както на въздушния компресор, така и на PSA генератора на азот.
2. Фина-настройка въз основа на данните от табелката и действителните работни условия
След като оборудването е инсталирано и работи, подходящият-въздушен поток може да бъде проверен чрез:
- Стойностите на табелката на генератора на PSA, включително номинален захранващ{0}}въздушен поток, проектно налягане и проектна чистота;
- Действителни измервания на изходния поток на въздушния компресор, изходното налягане и точката на оросяване след{0}}третиране;
- Тенденциите в чистотата, изхода на азот и налягането в системата, записани при различни настройки на захранващия{0}}въздушен поток, за да се идентифицира диапазонът, който поддържа стабилна чистота с разумна консумация на енергия.
В повечето случаи регулирането в рамките на ±10% от номиналния капацитет на обработка осигурява стабилен и надежден работен прозорец. Допълнителна фина-настройка може да се извърши въз основа на сезонни промени или условия на рутинна поддръжка.
3. Включете управлението на захранващия-въздушен поток в рутинната проверка
За да предотвратите незабелязани постепенни отклонения в -въздушния поток за подаване, се препоръчва да включите следните елементи в процедурите за ежедневна проверка:
- Редовно проверявайте и записвайте степента на натоварване на въздушния компресор, изходното налягане и работния ток.
- Сменете или почистете въздушните филтри, маслените филтри и вътрешните компоненти на въздушния изсушител според графика за поддръжка.
- Наблюдавайте налягането на кулата на генератора на азот PSA, цикъла на превключване и чистотата на азота. Ако се появят колебания, страната на подаването на въздух трябва да бъде първата област, изследвана за аномалии.
Установяването и непрекъснатото поддържане на подходящ -дебит на въздуха за PSA генератор на азот е от основно значение за осигуряване на стабилна чистота на азота, надеждна производителност и контролируеми оперативни разходи. Фактори като -качество на предварителната обработка на въздуха, температура на околната среда, входно налягане и спад на налягането в тръбопровода влияят върху ефективния-обем на въздуха, доставен към системата. За -инженерния персонал на място захранващият-въздушен поток не е просто числова стойност-той е динамичен оперативен параметър, който изисква непрекъснат мониторинг и периодична настройка.
Ако планирате да изградите или надстроите система за генериране на азот и се нуждаете от по-ясна оценка на конфигурацията на захранващия{0}}въздух и последиците от оперативните разходи, можете да се консултирате с инженерния екип на Shenger Gas. Въз основа на действителните работни условия и изискванията-за използване на газ в различни индустрии и региони, ние можем да предоставим практически технически препоръки и стратегии за конфигурация, съобразени с вашия сайт.
