Pressure Swing Adsorption (PSA) lämmastiku tootmise tehnoloogia põhimõte
PSA lämmastiku tootmisel kasutatakse toorainena õhku ja adsorbendina süsiniku molekulaarsõela. See kasutab rõhumuutuse adsorptsiooni põhimõtet, et panna süsiniku molekulaarsõel täis mikropoore selektiivselt gaasimolekule adsorbeerima, ja saadakse uus lämmastiku tootmistehnoloogia 98.00% kuni 99,99% lämmastikuga.
Süsinikmolekulaarsõel saadakse kivisöe jahvatamisel, vormimisel ja paagutamisel pärast töötlemist. Aktiivsöe molekulaarsõelal on selle teradesse jaotatud lugematu arv mikropoorseid auke. Süsinikmolekulaarsõel on kiireraldusadsorbent. Kuna väikese molekulaardiameetriga hapnikumolekulid difundeeruvad liikumisel 10 korda kiiremini kui veidi suurema molekulaardiameetriga lämmastiku molekulid, siis kui õhk siseneb süsiniku molekulaarsõela kihti, siis väikese molekulaardiameetriga hapnik siseneb süsiniku molekulaarkristalli mikropooridesse. suuremal kiirusel ja hapnik rikastub süsiniku molekulide tahkes faasis, lämmastik aga gaasifaasis, eraldades seeläbi õhust hapniku ja lämmastiku. Hapniku tasakaaluline adsorptsioonikogus süsiniku molekulaarsõela abil suureneb adsorptsioonirõhu suurenemisega ja väheneb rõhu langusega, mida nimetatakse rõhu kõikumise adsorptsiooniks. Adsorptsiooni ajal tuleb õhurõhku reguleerida sobivas rõhuvahemikus, et saavutada parem adsorptsiooniefekt. Süsinikmolekulaarsõela kihti siseneva õhurõhu alandamisel atmosfäärirõhuni (0,1 MPa) vabanevad süsiniku molekulaarsõela mikropooridesse adsorbeerunud hapnikumolekulid, mida nimetatakse atmosfäärirõhu analüüsiks.
2 Survekõikumisega adsorptsiooniga lämmastiku tootmissüsteemi põhiseadmete töö põhipunktid
(1) Õhukompressor on tavaliselt kruviõhukompressor, mis on lämmastiku tootmissüsteemi põhiseade. Piisava gaasimahu ja suhteliselt püsiva toorgaasi sisendrõhu (0.70-0,80 MPa) tagamine on süsteemi normaalseks tööks vajalik tingimus. Seetõttu peab toorgaasi õli-, vee- ja tolmusisaldus vastama eeskirjadele. Vastasel juhul mõjutab see süsiniku molekulaarsõela tõhusust ja põhjustab molekulaarsõela mürgituse ja ebaõnnestumise.
(2) Külmkuivati on peamine seade vee ja õli eemaldamiseks õhupuhastusprotsessis. Seda tuleb jälgida ja hooldada rangelt vastavalt kasutusnõuetele tagamaks, et pärast külmkuivatis kuivatamist suruõhu vee- ja õlisisaldus vastaks standarditele.
(3) Kõigil tasanditel olevad filtrid on vajalikud tugiseadmed vee, õli ja tahkete osakeste eemaldamiseks õhuallika puhastusprotsessi käigus, nii et adsorptsioonisüsteemi siseneva õhuallika kvaliteet vastaks standarditele. Kui seadmed töötavad normaalselt, tuleb regulaarselt kontrollida automaatse äravoolu tööseisundit ja rõhulangust filtri sisse- ja väljalaskeava mõlemas otsas ning filtrielemente korrapäraselt vahetada, et tagada kõikide tasemete filtrite normaalne töö. .
(4) Surve kõikumise adsorptsiooni eraldussüsteem on lämmastiku tootmissüsteemi põhiosa. Kui süsteem töötab, jälgib tehase operaator kontrolli käigus, kas adsorptsioon, tasandusrõhk, gaasiallika rõhk ja lämmastiku väljundrõhk A- ja B-adsorptsioonitornides on normaalsed.
(5) Elektriline juhtimissüsteem on lämmastiku tootmissüsteemi juhtimiskeskus. Tavatootmise ajal on süsteem automaatses olekus. Operaator saab jälgida iga programmi tööolekut töötavatel seadmetel ja vajadusel küsida iga programmi tööaega
Survekõikumisega adsorptsiooni (PSA) lämmastiku tootmistehnoloogia rakendusefekt
Ettevõttel on kokku 6 surve-adsorptsiooniga lämmastikugeneraatorit, mille tootmisvõimsus on vastavalt 600 m3/h ja 300 m3/h ning lämmastiku puhtus võib ulatuda üle 98%. Pärast tehnilisi täiustusi, kui lämmastiku rõhk on üle 0,60 MPa, võib puhtus ulatuda üle 99%, mis vastab hästi normaalseks tootmiseks vajalikule lämmastiku rõhule ja puhtusele, samuti lämmastiku tarbimisele kapitaalremondi ja seiskamise ajal. Lämmastikugeneraatori hoolduse ja hoolduse tugevdamise ning seadmete teadusliku ja mõistliku töö tõttu on keskmine molekulaarsõela vahetustsükkel 6–7 aastat. Tegevuskulu on 0,45 jüaani/m3. Võrreldes traditsioonilise sügavjahutusmeetodiga on selle eeliseks madalad tegevuskulud, madal energiatarve, väike seadmete jalajälg, kõrge tööohutuse tegur ja kõrge automatiseerituse tase.
Survekõikumisega adsorptsiooni lämmastiku tootmistehnoloogia arendussuund
Survekõikumisega adsorptsiooniga lämmastiku tootmistehnoloogia on kloorleeliste keemiaettevõtetele endiselt hea meetod lämmastiku tootmiseks. Kuigi see on suhteliselt küps, on siiski probleeme. Näiteks võib vale kasutamine tootmistoimingutes kergesti põhjustada molekulaarsõela mürgistuse adsorptsioonitornis. Lisaks on molekulaarsõelad kallid ja molekulaarsõelte pooride suurust ei saa tõhusalt kontrollida. Seetõttu on peamised uurimissuunad tulevikus:
(1) Uute adsorbentide väljatöötamine. Adsorbentide eraldusvõime ja tugevuse edasiseks parandamiseks viiakse läbi põhjalikke uuringuid selliste adsorbentide kohta nagu süsiniku molekulaarsõelad ja tseoliidi molekulaarsõelad;
(2) Integreeritud tehnoloogia arendamine mitme eraldusprotsessi jaoks. Mõned kodumaised ettevõtted on hakanud välja töötama integreeritud eraldustehnoloogiaid, nagu ülipeen õõneskiudmembraani meetod, rõhu kõikumisega adsorptsiooni sügavkülm kombineeritud protsess jne; (3) Parandage juhtimistaset, arenege intelligentse juhtimissüsteemi suunas ja viimaks realiseerige täielikult automatiseeritud töö;
(4) Teha teoreetilisi alusuuringuid ja kasutada täiel määral arvutitehnoloogiat selliste teoreetiliste alusuuringute läbiviimiseks nagu adsorptsioonikihi matemaatiline mudel ja arvutisimulatsioon, samuti adsorptsiooni- ja desorptsiooniprotsessi massiülekande ja soojusülekande seaduste uurimine. ;
(5) Lämmastiku puhtuse tagamisel vähendage adsorbendi kogust, parandage seadmete tootmisvõimsust, suurendage lämmastiku taaskasutamise määra ja vähendage energiatarbimist.
Kuum tags: väike lämmastikutehas, Hiina väikeste lämmastikutehaste tootjad, tarnijad
