Processtroom en probleemoplossing bij stikstofproductie met PSA-kwaliteitstankgeneratoren in de kolenindustrie.

Stikstofhoudende zee drijft en zinkt

De stikstofgenerator maakt gebruik van hoogwaardige moleculaire koolstofzeven als adsorbentia en maakt gebruik van dedrukschommelingsadsorptieprincipebij kamertemperatuur om lucht te scheiden en zeer zuivere stikstof te produceren.

Meestal tweeadsorptie torenszijn parallel geschakeld met de pneumatische inlaatkleppenbestuurd door een PLCom automatisch te werken, afwisselend tussen adsorptie onder druk en regeneratie onder druk om de stikstof-zuurstofscheiding te voltooien en de vereiste zeer zuivere stikstof te verkrijgen.

(PSA)voor het genereren van stikstof: Koolstofmoleculen kunnen tegelijkertijd zuurstof en stikstof uit de lucht adsorberen, en de hoeveelheid adsorptie neemt toe met toenemende druk. Bovendien,koolstof moleculaire zevenabsorbeert zuurstof zeer snel en bereikt in ongeveer 1 minuut meer dan 90%; terwijl de hoeveelheid geadsorbeerde stikstof op dit moment slechts ongeveer 5% bedraagt. Daarom bestaat de adsorptie op dit punt voornamelijk uit zuurstof, en de rest uit voornamelijk stikstof.

De workflow van de stikstofgenerator wordt bereikt dooreen programmeerbare logische controller (PLC)het besturen van drie 5-weg pilot-magneetkleppen met 2 standen, die op hun beurt het openen en sluiten van acht pneumatische pijpleidingkleppen regelen. De drie 5-weg pilot-magneetkleppen met 2 standen regelen respectievelijk de linker zuig-, egalisatie- en rechter zuigtoestand. De timingreeksen voor deze toestanden worden opgeslagen in de PLC. In de uitgeschakelde toestand wordt het stuurgas van alle drie de 2-wegs 5-weg stuurmagneetkleppen aangesloten op de gesloten poorten van de pneumatische pijpleidingkleppen. Wanneer het proces zich in de linkerzuigtoestand bevindt, wordt de magneetklep die de linkerzuiging regelt, bekrachtigd en verbindt het stuurgas de openingspoorten van de linker zuiginlaatklep, de linker zuiggasgeneratorklep en de rechter uitlaatklep, waardoor deze drie kleppen worden geopend en het linker zuigproces wordt voltooid. Tegelijkertijd vindt desorptie plaats in de rechter adsorptietoren. Wanneer het proces zich in de egalisatiestatus bevindt, wordt de magneetklep die de egalisatie regelt bekrachtigd en zijn de andere kleppen gesloten. Het stuurgas verbindt de openingspoorten van de bovenste en onderste egalisatiekleppen, waardoor deze twee kleppen openen en het egalisatieproces wordt voltooid. Wanneer het proces zich in de rechter zuigtoestand bevindt, wordt de magneetklep die de rechter zuigkracht regelt bekrachtigd en verbindt het stuurgas de openingspoorten van de rechter zuiginlaatklep, de rechter zuiggasgeneratorklep en de linker uitlaatklep, waardoor deze drie kleppen openen en het rechter zuigproces voltooien. Tegelijkertijd desorbeert de linker adsorptietoren. In elk processegment moeten alle kleppen, behalve de kleppen die open moeten zijn, gesloten zijn. Om ervoor te zorgen dat de zuurstof die vrijkomt uit de moleculaire zeef als gevolg van drukverlaging volledig in de atmosfeer wordt afgevoerd, wordt stikstofgas gebruikt om de desorberende adsorptietoren te spoelen via een normaal open terugspoelklep, waardoor de zuurstof uit de toren wordt geblazen. Dit proces wordt backflush genoemd en vindt gelijktijdig met desorptie plaats.

De workflow van onze stikstofgenerator wordt bestuurd door eenSiemens S7-200programmeerbare controller, die eerst de magneetkleppen bestuurt, en vervolgens regelen de magneetkleppen het openen en sluiten van acht pneumatische pijpleidingkleppen in respectievelijk torens A en B. De timingsequentie van de magneetklep wordt opgeslagen in de programmeerbare controller. Tijdens de jaren dat onze stikstofgenerator in bedrijf was, waren de belangrijkste problemen de lage gasproductiedruk en het hoge zuurstofgehalte.

De belangrijkste redenen voor lage stress zijn:

1. Als de inkomende gasdruk laag is, zal de aardgasproductiedruk ook onvoldoende zijn.
2. Hoog gasverbruik ter plaatse, onvoldoende gasproductie, wat uiteraard leidt tot verhoogde druk.
3. Verstopte of defecte filters en kleppen in de gastoevoerleiding verminderen de gasstroom, waardoor de stikstofproductie veel minder is dan het gasverbruik en als gevolg daarvan een lage systeemdruk.
4. Door een lek in de gasleiding daalde de druk.
5. Abnormale regeling van het klepcircuit of mechanische blokkering in de stikstofgenerator.

De zuiverheid van stikstofgeneratoren moet doorgaans boven de 99,9% liggen. Een hoog zuurstofgehalte heeft invloed op de productie. De belangrijkste redenen zijn als volgt, gebaseerd op het werkingsprincipe:

1. De oorspronkelijke persluchtdruk was laag, wat resulteerde in een slechte adsorptie door drukwisselingen en ineffectieve deoxygenatie.
2. magneetventielenofpneumatische kleppenhet controleren van de linker- en rechtertoren, zoals vertraagde openings- en sluitingstijden of kleppen die vastzitten en weigeren te werken, zal gaslekken veroorzaken. Dit zal leiden tot een onregelmatige werking van de twee torens, een slechte stikstofproductie en een hoog zuurstofgehalte.
3. Controleer de hoeveelheid gas die u op de juiste manier gebruikt. Het gebruik van meer gas dan het aanbevolen debiet zal ook resulteren in een slechte stikstofproductie.
4. Het nalaten om de koolstof-moleculaire zeef en het filterelement gedurende langere tijd te vervangen, kan ook leiden tot een hoog zuurstofgehalte.
5. Een storing in het regelcircuit veroorzaakt een storing in de magneetklep, waardoor deze niet goed kan worden geopend en gesloten, wat resulteert in een storing in het zuurstofgehalte.