10 kroków do ekologicznej i bardziej energooszczędnej produkcji

Zmniejszanie emisji dwutlenku węgla w produkcji ekologicznej — wszystko, co musisz wiedzieć
10 kroków do ekologicznej produkcji sprężonego powietrza

Wszystko, co musisz wiedzieć o procesie transportu pneumatycznego

Dowiedz się, w jaki sposób możesz stworzyć bardziej wydajny proces transportu pneumatycznego.
3D images of blowers in cement plant

Zoptymalizuj przepływ powietrza przy użyciu sterownika centralnego

Nasz najnowszy sterownik centralny, Optimizer 4.0, zapewnia stabilne działanie instalacji i obniża koszty energii.
sterownik optimizer 4.0 do sprężarek powietrza
Zamknij

Generowanie azotu technologią adsorpcji zmienno-ciśnieniowej (PSA)

Gas generation Membranowy generator azotu Technologies Strona wiki dotycząca sprężonego powietrza Azot Adsorpcja zmiennociśnieniowa Azot PSA Podstawy teoretyczne

Możliwość wytwarzania własnego azotu oznacza pełną kontrolę nad dostawą N2. Może to być korzystne dla wielu firm, które potrzebują azotu na co dzień. Co to oznacza dla Twojej firmy? Gdy azot jest wytwarzany we własnym zakresie, nie trzeba polegać na dostawach od stron trzecich, co eliminuje konieczność przetwarzania, uzupełniania i kosztów dostawy. Jednym ze sposobów wytwarzania azotu jest adsorpcja wahań ciśnienia. 

Jak działa adsorpcja wahań ciśnienia?

Podczas wytwarzania własnego azotu ważne jest, aby znać i rozumieć poziom czystości, który ma zostać osiągnięty. Niektóre zastosowania wymagają niskich poziomów czystości (od 90 do 99%), takich jak pompowanie opon i zapobieganie pożarom, podczas gdy inne, takie jak zastosowania w przemyśle spożywczym lub formowaniu tworzyw sztucznych, wymagają wysokich poziomów (od 97 do 99,999%). W takich przypadkach technologia PSA jest idealnym i najłatwiejszym sposobem. Zasadniczo generator azotu działa poprzez oddzielanie cząsteczek azotu od cząsteczek tlenu w sprężonym powietrzu. Adsorpcja wahań ciśnienia polega na wychwytywaniu tlenu ze strumienia sprężonego powietrza za pomocą adsorpcji. Adsorpcja ma miejsce, gdy cząsteczki wiążą się z adsorbentem, w tym przypadku cząsteczki tlenu łączą się z sitkiem molekularnym węgla (CMS). Odbywa się to w dwóch oddzielnych zbiornikach ciśnieniowych, z których każdy jest napełniony CMS, które przełączają się między procesem separacji a procesem regeneracji. Na razie nazywamy je wieżą A i wieżą B. Na początku czyste i suche sprężone powietrze wchodzi do wieży A, a ponieważ cząsteczki tlenu są mniejsze niż cząsteczki azotu, dostają się do porów sita węglowego. Z drugiej strony cząsteczki azotu nie mieszczą się w porach, więc omijają sito molekularne węgla. W rezultacie otrzymujesz azot o pożądanej czystości. Faza ta nazywana jest fazą adsorpcji lub separacji. Ale to jeszcze nie wszystko. Większość azotu wytworzonego w wieży A opuszcza system (gotowy do bezpośredniego użycia lub przechowywania), podczas gdy niewielka część wytworzonego azotu przepływa do wieży B w przeciwnym kierunku (od góry do dołu). 

Przepływ ten jest niezbędny do wypchnięcia tlenu, który został wychwycony w poprzedniej fazie adsorpcji wieży B. Po zredukowaniu ciśnienia w wieży B sita molekularne węgla tracą zdolność zatrzymywania cząsteczek tlenu. Oddzielą się one od filtrów siatkowych i zostaną przeniesione przez wylot przez mały strumień azotu pochodzący z wieży A. Dzięki temu system tworzy miejsce dla nowych cząsteczek tlenu, które przylegają do filtrów siatkowych w następnej fazie adsorpcji. Proces ten nazywamy „czyszczeniem” regeneracji wieży nasyconej tlenem.

Czym jest wytwarzanie gazu adsorpcyjnego z oscylacją ciśnienia

PSA oznacza adsorpcję wahań ciśnienia. Jest to technologia, która może być używana do wytwarzania azotu lub tlenu do celów profesjonalnych.

Wykres przedstawiający proces wytwarzania azotu. Najpierw zbiornik A znajduje się w fazie adsorpcji, a zbiornik B regeneruje się. Na drugim etapie oba zbiorniki wyrównują ciśnienie, po czym zbiornik A rozpoczyna regenerację, a zbiornik B wytwarza azot.

Najpierw zbiornik A znajduje się w fazie adsorpcji, a zbiornik B regeneruje się. W drugim etapie oba zbiorniki wyrównują ciśnienie, aby przygotować się do przełączenia. Po przełączeniu zbiornik A rozpoczyna regenerację, podczas gdy zbiornik B wytwarza azot.

W tym momencie ciśnienie w obu wieżach wyrówna się i zmienią one fazy z adsorpcji na regenerację i odwrotnie. Układ CMS w wieży A zostanie nasycony, podczas gdy wieża B, z powodu spadku ciśnienia, będzie mogła ponownie uruchomić proces adsorpcji. Proces ten nazywany jest również „wahaniem ciśnienia”, co oznacza, że umożliwia wychwytywanie niektórych gazów przy wyższym ciśnieniu i uwalnianie ich przy niższym ciśnieniu. Dwukolumnowy system PSA umożliwia ciągłą produkcję azotu o pożądanym poziomie czystości.

Czystość azotu i wymagania dotyczące powietrza zasysanego

Ważne jest, aby zrozumieć poziom czystości wymagany dla każdego zastosowania, aby celowo wytwarzać własny azot. Niemniej jednak istnieją pewne ogólne wymagania dotyczące powietrza zasysanego. Sprężone powietrze musi być czyste i suche przed wprowadzeniem do generatora azotu, ponieważ ma to pozytywny wpływ na jakość azotu i zapobiega uszkodzeniu CMS przez wilgoć. Ponadto temperatura i ciśnienie na wlocie powinny być kontrolowane w zakresie od 10 do 25 stopni C, przy jednoczesnym utrzymaniu ciśnienia w zakresie od 4 do 13 barów. W celu prawidłowego oczyszczenia powietrza pomiędzy sprężarką a generatorem powinien znajdować się osuszacz. Jeśli powietrze zasysane jest wytwarzane przez sprężarkę smarowaną olejem, należy również zainstalować filtr koalescencyjny oleju i filtr węglowy, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia, zanim sprężone powietrze dotrze do generatora azotu. Czujniki ciśnienia, temperatury i punktu rosy są zainstalowane w większości generatorów jako zabezpieczenie awaryjne, zapobiegające przedostawaniu się zanieczyszczonego powietrza do układu PSA i uszkodzeniu jego podzespołów.

Typowa instalacja: sprężarka powietrza, osuszacz, filtry, zbiornik powietrza, generator azotu, zbiornik azotu. Azot może być zużywany bezpośrednio z generatora lub przez dodatkowy zbiornik buforowy (nie pokazano).

Kolejnym ważnym aspektem wytwarzania azotu PSA jest współczynnik powietrza. Jest to jeden z najważniejszych parametrów w systemie generatora azotu, ponieważ określa on sprężone powietrze wymagane do uzyskania określonego przepływu azotu. Współczynnik powietrza wskazuje zatem na sprawność generatora, co oznacza, że niższy współczynnik powietrza oznacza wyższą sprawność i oczywiście niższe całkowite koszty eksploatacji.

Wybór pomiędzy generatorem PSA a generatorem membranowym

 

PSA

MEMBRANA

OSIĄGANA CZYSTOŚĆ

EFEKTYWNIE DO 99,999%

EFEKTYWNIE DO 99,9%

WYDAJNOŚĆ

WYŻSZA

WYSOKA

EFEKTYWNOŚĆ A TEMPERATURA NA WLOCIE

NIŻSZA PRZY WYSOKIEJ TEMPERATURZE.

WYŻSZA W WYSOKIEJ TEMP.

ZŁOŻONOŚĆ SYSTEMU

ŚREDNIA

MAŁA

WYMAGANIA SERWISOWE

MAŁE

BARDZO MAŁE

STABILNOŚĆ CIŚNIENIA

ZMIENNE  WLOT / WYLOT

STABILNE

STABILNOŚĆ PRZEPŁYWU

ZMIENNA  WLOT / WYLOT

STABILNY

PRĘDKOŚĆ STARTU

MINUTY / GODZINY

SEKUNDY

WRAŻLIWOŚĆ NA WODE (PARĘ WODNĄ)

PDP MAX 8 ° C

BRAK WODY W POSTACI PŁYNNEJ

WRAŻLIWOŚĆ NA OLEJ

NIEDOZWOLONY (<0,01 mg / m³)

NIEDOZWOLONY (<0,01 mg / m³)

POZIOM HAŁASU

WYSOKI (szczególnie podczas wydmuchu)

BARDZO NISKI

WAGA

ŚREDNIA

NISKA

Powiązane artykuły