Flux de processus et dépannage pour la production d'azote à l'aide de générateurs d'azote PSA dans l'industrie du charbon.

Mer flottant et coulant de l'azote

Le générateur d'azote utilise des tamis moléculaires de carbone de haute qualité comme adsorbants et emploie leprincipe d'adsorption par variation de pressionà température ambiante pour séparer l'air et produire de l'azote de haute pureté.

Généralement, deuxtours d'adsorptionsont connectées en parallèle, avec les vannes pneumatiques d'admissioncontrôlées par un automatepour fonctionner automatiquement, en alternant entre adsorption sous pression et régénération sous décompression pour compléter la séparation azote-oxygène et obtenir l'azote de haute pureté requis.

(PSA)pour la production d'azote : Les molécules de carbone peuvent adsorber simultanément l'oxygène et l'azote de l'air, et la quantité d'adsorption augmente avec l'augmentation de la pression. De plus,les tamis moléculaires de carboneadsorbent l'oxygène très rapidement, atteignant plus de 90 % en environ 1 minute ; tandis que la quantité d'azote adsorbée n'est que d'environ 5 % à ce moment. Par conséquent, l'adsorption à ce stade est principalement de l'oxygène, et le reste est principalement de l'azote.

Le flux de travail du générateur d'azote est réalisé parun automate programmable (API)contrôlant trois électrovannes pilotes à 5 voies et 2 positions, qui à leur tour contrôlent l'ouverture et la fermeture de huit vannes de pipeline pneumatiques. Les trois électrovannes pilotes à 5 voies et 2 positions contrôlent respectivement les états d'aspiration gauche, d'égalisation et d'aspiration droite. Les séquences de temporisation pour ces états sont stockées dans l'API. En état de mise hors tension, le gaz pilote de toutes les électrovannes pilotes à 5 voies et 2 positions est connecté aux ports fermés des vannes de pipeline pneumatiques. Lorsque le processus est à l'état d'aspiration gauche, l'électrovanne contrôlant l'aspiration gauche est sous tension, et le gaz pilote connecte les ports d'ouverture de la vanne d'admission d'aspiration gauche, de la vanne de générateur de gaz d'aspiration gauche et de la vanne d'échappement droite, provoquant l'ouverture de ces trois vannes et complétant le processus d'aspiration gauche. Simultanément, la désorption se produit dans la tour d'adsorption droite. Lorsque le processus est à l'état d'égalisation, l'électrovanne contrôlant l'égalisation est sous tension, et les autres vannes sont fermées. Le gaz pilote connecte les ports d'ouverture des vannes d'égalisation supérieure et inférieure, provoquant l'ouverture de ces deux vannes et complétant le processus d'égalisation. Lorsque le processus est à l'état d'aspiration droite, l'électrovanne contrôlant l'aspiration droite est sous tension, et le gaz pilote connecte les ports d'ouverture de la vanne d'admission d'aspiration droite, de la vanne de générateur de gaz d'aspiration droite et de la vanne d'échappement gauche, provoquant l'ouverture de ces trois vannes et complétant le processus d'aspiration droite. Simultanément, la tour d'adsorption gauche se désorbe. Dans chaque segment du processus, toutes les vannes, à l'exception de celles qui doivent être ouvertes, doivent être fermées. Pour garantir que l'oxygène libéré du tamis moléculaire par réduction de pression soit complètement évacué dans l'atmosphère, de l'azote est utilisé pour purger la tour d'adsorption en désorption par une vanne de contre-lavage normalement ouverte, soufflant l'oxygène hors de la tour. Ce processus est appelé contre-lavage, et il se produit simultanément avec la désorption.

Le flux de travail de notre générateur d'azote est contrôlé par uncontrôleur programmable Siemens S7-200qui contrôle d'abord les électrovannes, puis les électrovannes contrôlent l'ouverture et la fermeture de huit vannes de pipeline pneumatiques dans les tours A et B respectivement. La séquence de temporisation de l'électrovanne est stockée dans le contrôleur programmable. Au cours des années de fonctionnement de notre générateur d'azote, les principaux problèmes ont été une faible pression de production de gaz et une teneur élevée en oxygène.

Les principales raisons d'un faible stress sont :

1. Si la pression du gaz entrant est faible, la pression de production de gaz naturel sera également insuffisante.
2. Consommation de gaz élevée sur site, production de gaz insuffisante, entraînant naturellement une augmentation de la pression.
3. Les filtres et vannes obstrués ou défectueux dans la conduite d'alimentation en gaz réduisent le débit de gaz, entraînant une production d'azote bien inférieure à la consommation de gaz et par conséquent une basse pression du système.
4. Une fuite dans la conduite de gaz a provoqué une chute de pression.
5. Contrôle anormal du circuit de vanne ou blocage mécanique dans le générateur d'azote.

La pureté des générateurs d'azote est généralement requise au-dessus de 99,9 %. Une teneur élevée en oxygène affectera la production. Les principales raisons sont les suivantes, basées sur le principe de fonctionnement :

1. La pression d'air comprimé d'origine était faible, entraînant une mauvaise adsorption par variation de pression et une désoxygénation inefficace.
2. les électrovannesoules vannes pneumatiquescontrôlant les tours gauche et droite, telles que des temps d'ouverture et de fermeture retardés ou des vannes bloquées et refusant de fonctionner, provoqueront une fuite de gaz. Cela entraînera un fonctionnement erratique des deux tours, une mauvaise production d'azote et une teneur élevée en oxygène.
3. Contrôlez la quantité de gaz utilisée de manière appropriée. L'utilisation de plus de gaz que le débit recommandé entraînera également une mauvaise production d'azote.
4. Le non-remplacement du tamis moléculaire de carbone et de l'élément filtrant pendant une période prolongée peut également entraîner une teneur élevée en oxygène.
5. Un dysfonctionnement du circuit de commande provoque un dysfonctionnement d'une électrovanne, l'empêchant de s'ouvrir et de se fermer correctement, entraînant ainsi un dysfonctionnement de la teneur en oxygène.