تركيب نظام توليد النيتروجين PSA ومبدأ العمل وعملية التحكم

1تكوين النظام

نظام توليد النيتروجين PSA يتكون أساسا منضاغط الهواء، نظام تنقية الهواء، خزان تخزين الهواء، صمامات التبديل، أبراج الامتصاص وخزان نيتروجين العازل.

يتم ضغط الهواء الخام بواسطة ضاغط الهواء ثم يمر عبر نظام التنقيةإزالة الغبار وإزالة الزيت ومعالجة التجفيفبعد التطهير ، يدخل الهواء المضغوط خزان تخزين الهواء ثم يتدفق إلى برج الامتصاص الأيسر من خلال صمام المدخل الأيسر.

في هذا الوقت، يزداد الضغط داخل برج الامتصاص.جرس الكربون الجزيئي (CMS)سرير الامتصاص، في حين أن جزيئات الأكسجين يتم امتصاصها بشكل تفضيلي من قبل المصفاة الجزيئية.يمر غاز النيتروجين غير الممتص من خلال سرير الامتصاص ويدخل خزان النيتروجين العازل من خلال صمام الخروجهذه العملية تسمىالامتصاص، وعادة ما يستمر لعدة عشرات من الثواني.

بعد الانتهاء من عملية الامتصاص ، يتم توصيل أبراج الامتصاص اليسرى واليمنى من خلال صمام المساواة ، مما يسمح للضغط بين البرجين بالوصول إلى التوازن.هذه العملية تسمىمعادلة الضغط، والتي تستمر عادة حوالي 3 ٪ 5 ثانية.

بعد موازنة الضغط ، يدخل الهواء المضغوط إلى برج الامتصاص الأيمن من خلال صمام المدخل الأيمن ويكرر عملية الامتصاص المذكورة أعلاه.

في نفس الوقت ، يتم إطلاق جزيئات الأكسجين التي يتم امتصاصها بواسطة مجرفة الكربون الجزيئية في برج الامتصاص الأيسر إلى الغلاف الجوي من خلال صمام العادم الأيسر أثناء خفض الضغط.هذه العملية تسمىإزالة الامتصاصمن خلال الامتصاص، يتم تجديد المصفاة الجزيئية المشبعة وإعدادها لدورة الامتصاص التالية.

وبالمثل، عندما يقوم البرج الأيمن بإمتصاص، يقوم البرج الأيسر بتجديد. بعد أن يكمل البرج الأيمن الإمتصاص،النظام يدخل عملية أخرى لمساواة الضغط ومن ثم يتحول مرة أخرى إلى البرج اليسار الامتصاص.

من خلال عملية الامتصاص والتجديد المتناوبة هذه ، ينتج مولد النيتروجين PSA غاز النيتروجين بشكل مستمر.

يتم التحكم في العملية بأكملها تلقائيًا بواسطةنظام التحكم في PLC وصمامات التبديل التلقائي.

2مبدأ عمل مولد النيتروجين PSA

يعمل مولد النيتروجين PSA على أساس مبدأالامتصاص المتحرك تحت الضغط (PSA).

يستخدم جودة عاليةجرس الكربون الجزيئي (CMS)كمصدر لفرز النيتروجين من الهواء المضغوط تحت ضغط معين.

بعد التطهير والتجفيف ، يدخل الهواء المضغوط أبراج الامتصاص ، حيث يخضعالامتصاص تحت الضغط والإمتصاص منخفض الضغط.

بسبب معدلات الانتشار المختلفة لجزيئات الأكسجين والنيتروجين في ميكروبورات جراب الكربون الجزيئي، تنتشر جزيئات الأكسجين بشكل أسرع بكثير من جزيئات النيتروجين.يتم امتصاص الأكسجين بشكل تفضيلي من قبل جرب الكربون الجزيئي، في حين أن جزيئات النيتروجين تبقى في المرحلة الغازية وتصبح غنية، وتشكل غاز النيتروجين عالي النقاء.

بعد عملية الامتصاص ، يتم تخفيض ضغط برج الامتصاص إلى ضغط جوي. يتم إطلاق الأكسجين الممتص وغيره من الشوائب من المجرفة الجزيئية ،إكمال عملية التجديد.

عادةً ما يتم تجهيز النظام ببرجين للاستيعابالبرج A والبرج B.

• أحد الأبراج يقوم بإنتاج النيتروجين من خلال الامتصاص.
• البرج الآخر يقوم بإزالة الامتصاص والتجديد

من خلال التحكم التلقائي في الصمامات الهوائية ، تعمل برجين للاستحمام بالتناوب ، مما يضمن إنتاج مستمر للغاز النيتروجين عالي الجودة.

3عملية التحكم في مولد النيتروجين PSA

تتضمن تدفق العملية لنظام توليد النيتروجين PSA بشكل رئيسيضاغط الهواء، معدات تنقية الهواء، أبراج الامتصاص، نظام التحكم في PLC، الصمامات التلقائية وخزان تخزين النيتروجين.

ضاغط الهواء يوفر تدفق الهواء الكافي ويحافظ على ضغط مدخل مستقر، عموما حول0.75 ≈ 0.8 مبا.

بعد مرورها من خلال جهاز التجفيف التبريد ونظام التطهير، يتم إزالة الرطوبة والزيت والجسيمات الصلبة من الهواء المضغوط.

لضمان إنتاج النيتروجين المستمر والمستقر، يستخدم النظام برجين للاستيعاب (برج A والبرج B) يعملان بالتناوب.

الهواء المضغوط النقي يدخل البرج أ من خلال الصمامات الهوائية التي يتم التحكم بها كهربائياY1 و Y2من أسفل برج الامتصاص

عندما يمر الهواء من خلال سرير جرس الكربون الجزيئي ، يتم امتصاص جزيئات الأكسجين في الهواء بواسطة ميكروبورات CMS ، بينما تتركز جزيئات النيتروجين في المرحلة الغازية.

يخرج غاز منتج النيتروجين من أعلى برج الامتصاص ويدخل خزان تخزين النيتروجين من خلال الصماماتY6 و Y8.

هذه العملية هيعملية إنتاج النيتروجين في البرج أ.

في نفس الوقت، جزيئات الأكسجين الممتصة في البرج ب يتم إطلاقها من خلال الصمامY5، خفض ضغط البرج ب إلى الضغط الجوي. هذه العملية تسمىتجديد الانسحاب.

عندما تصل قدرة امتصاص جرس الكربون الجزيئي في البرج A إلى التشبع، يوقف البرج A الامتصاص.

في هذه اللحظة:

• صمامات Y1 و Y4 و Y5 و Y8 مغلقة
• يتم فتح صمامات Y2 و Y3 و Y6 و Y7

البرجين يقومان بمساواة الضغط

بعد موازنة الضغط، يتحول النظام إلى:

• امتصاص البرج B
• برج A التجديد

الهواء المضغوط يدخل أسفل البرج ب من خلال الصمامات Y1 و Y3.

يمتص جرس الكربون الجزيئي داخل البرج ب جزيئات الأكسجين، بينما يتدفق غاز النيتروجين من خلال الصمامات Y7 و Y8 إلى خزان تخزين النيتروجين.

هذا يكمل عملية إنتاج النيتروجين في البرج ب

من خلال التبديل المستمر بين امتصاص وتجديد البرج A والبرج B ، يوفر النظام باستمرار غاز النيتروجين.

4. عملية التحكم الآلي لـ PLC

تسلسل فتح وإغلاق الصماماتي ي ي ي8، أوقات التبديل، ودورات التشغيل يتم التحكم بها بالكامل من قبل نظام PLC.

في حالة التشغيل الطبيعي ، فإن عملية الدورة التلقائية هي كما يلي:

1. اضغط على زر البدء
2. جهاز تجفيف التبريد يبدأ
3. بعد فترة تأخير محددة مسبقاً، يتم تشغيل ضاغط الهواء.
4. بعد فترة تأخير أخرى، يدخل النظام إلى البرج A من الامتصاص.
5. بعد فترة الامتصاص ، يبدأ معادلة الضغط بين البرج A والبرج B.
6. النظام يتحول إلى الإمتصاص في البرج ب
7. البرج ب يكمل الامتصاص ويتم تساوي الضغط.
8. النظام يعود إلى الإمتصاص في البرج أ

هذه الدورة تتكرر تلقائيًا لإنتاج النيتروجين باستمرار.

عندما يتم الضغط على زر التوقف، يتوقف النظام كله عن العمل.

5حالة تحكم الصمام

خلال مراحل العمل المختلفة لمولد النيتروجين PSA ، يتم التحكم في حالة تشغيل صمامات Y1 ′ Y8 وفقًا للعمليات التالية:

البرج A الامتصاص

الصمامات المقابلة مفتوحة للسماح للهواء المضغوط بالدخول إلى البرج A وغاز منتج النيتروجين لتدفق إلى خزان تخزين النيتروجين.

معادلة الضغط A → B

الضغط بين البرج A والبرج B متوازن من خلال صمامات الموازنة.

البرج B الامتصاص

البرج (ب) ينتج النيتروجين بينما البرج (أ) يقوم بالتجديد

موازنة الضغط B → A

يتم توازن الضغط بين البرجين قبل التحول مرة أخرى إلى البرج A.

ملاحظة:

• "+" يشير إلى أن الصمام مفتوح.
• أثناء معادلة الضغط ، تفتح الصمامات ذات الصلة بعد وقت تأخير محدد مسبقًا.
• يمكن ضبط أوقات التأخير ضمن نطاق 0 ¢999 ثانية وفقًا لمتطلبات التشغيل.

6متطلبات الرقابة

يوفر نظام التحكم في مولد النيتروجين PSA طريقتين للعمل:

وضع تشغيل يدوي

في الوضع اليدوي ، يمكن للمشغلين:

• تحقق من حالة تشغيل الصمامات Y1Y8.
• قم بتشغيل و إيقاف ضاغط الهواء و مجفف التبريد بشكل مستقل.
• إظهار حالة فتح الصمامات أثناء:
  • البرج A الامتصاص
  • معادلة الضغط A=B
  • امتصاص البرج B
  • معادلة الضغط B=A
• عرض جميع ظروف التشغيل من خلال أضواء المؤشر.

وضع التشغيل التلقائي

في الوضع التلقائي ، يعمل النظام وفقًا لسلسلة عملية PSA المحددة مسبقًا.

يظهر مخطط تدفق العملية المحاكاة حالة التشغيل الحالية في الوقت الحقيقي.

يمكن ضبط جميع أوقات التأخير أثناء التشغيل التلقائي وفقًا لمتطلبات الإنتاج ، ويمكن للنظام عرض وإستعلام إعدادات التأخير الحالية في الوقت الحقيقي.

تكنولوجيا مولد النيتروجين PSA تستخدم التحكم الآلي PLC، دورات تجديد امتصاص برج مزدوج،وتكنولوجيا الفصل عن طريق جرس الكربون الجزيئي لتحقيق إنتاج مستمر للنيتروجين عالي النقاء مع أداء مستقر وتشغيل موثوق به.