Composition, principe de fonctionnement et processus de contrôle du système de production d'azote PSA

1Composition du système

Le système de production d'azote PSA est principalement constitué d'uncompresseur d'air, système de purification de l'air, réservoir de stockage d'air, vannes de commutation, tours d'adsorption et réservoir tampon d'azote.

L'air brut est comprimé par le compresseur d'air et passe ensuite par le système de purification pourélimination de la poussière, élimination de l'huile et traitement du séchageAprès la purification, l'air comprimé pénètre dans le réservoir de stockage d'air et s'écoule ensuite dans la tour d'adsorption gauche par la vanne d'admission gauche.

À ce moment, la pression à l'intérieur de la tour d'adsorption augmente.tamis moléculaire au carbonele lit d'adsorption, tandis que les molécules d'oxygène sont préférentiellement adsorbées par le tamis moléculaire.Le gaz d'azote non adsorbé passe par le lit d'adsorption et pénètre dans le réservoir tampon d'azote par la vanne de sortieCe processus est appeléadsorption, et elle dure généralement plusieurs dizaines de secondes.

Une fois le processus d'adsorption terminé, les tours d'adsorption gauche et droite sont reliées par la vanne d'égalisation, permettant à la pression entre les deux tours d'atteindre l'équilibre.Ce processus est appelééquilibrage de pression, qui dure généralement environ 3 ̊5 secondes.

Après l'égalisation de la pression, l'air comprimé pénètre dans la tour d'adsorption droite par la vanne d'admission droite et répète le processus d'adsorption ci-dessus.

Dans le même temps, les molécules d'oxygène adsorbées par le tamis moléculaire de carbone dans la tour d'adsorption gauche sont libérées dans l'atmosphère par la vanne d'échappement gauche lors de la réduction de pression.Ce processus est appelédésorptionPar désorption, le tamis moléculaire saturé est régénéré et préparé pour le cycle d'adsorption suivant.

De même, lorsque la tour droite effectue l'adsorption, la tour gauche effectue la régénération.le système entre dans un autre processus d'équilibrage de pression et passe ensuite à l'adsorption de la tour gauche.

Grâce à ce processus d'adsorption et de régénération en alternance, le générateur d'azote PSA produit continuellement du gaz azoté.

L'ensemble du processus est contrôlé automatiquement par unSystème de commande PLC et vannes de commutation automatique.

2Principe de fonctionnement du générateur d'azote PSA

Le générateur d'azote PSA fonctionne selon le principeAdsorption par oscillation sous pression (PSA).

Il utilise de la haute qualitétamis moléculaire au carbonecomme adsorbant pour séparer l'azote de l'air comprimé sous une certaine pression.

Après purification et séchage, l'air comprimé pénètre dans les tours d'adsorption, où il est soumis à desadsorption sous pression et désorption à réduction de pression.

En raison des différentes vitesses de diffusion des molécules d'oxygène et d'azote dans les micropores du tamis moléculaire de carbone, les molécules d'oxygène diffusent beaucoup plus rapidement que les molécules d'azote.l'oxygène est préférablement adsorbé par le tamis moléculaire au carbone, tandis que les molécules d'azote restent dans la phase gazeuse et s'enrichissent, formant un gaz d'azote de haute pureté.

Après le processus d'adsorption, la pression de la tour d'adsorption est réduite à la pression atmosphérique.compléter le processus de régénération.

Normalement, le système est équipé de deux tours d'adsorption,Tour A et tour B.

• Une tour produit de l'azote par adsorption.
• L'autre tour effectue desorption et régénération.

Grâce au contrôle automatique des vannes pneumatiques, les deux tours d'adsorption fonctionnent en alternance, assurant une production continue de gaz azoté de haute qualité.

3Processus de contrôle du générateur d'azote PSA

Le flux de processus du système de production d'azote PSA comprend principalement uncompresseur d'air, équipement de purification de l'air, tours d'adsorption, système de commande PLC, vannes automatiques et réservoir de stockage d'azote.

Le compresseur d'air assure un débit d'air suffisant et maintient une pression d'entrée stable, généralement autour de00,75 ‰ 0,8 MPa.

Après avoir passé par le séchoir frigorifique et le système de purification, l'humidité, l'huile et les particules solides sont éliminées de l'air comprimé.

Pour assurer une production d'azote continue et stable, le système utilise deux tours d'adsorption (Tour A et Tour B) qui fonctionnent alternativement.

L'air comprimé purifié pénètre dans la tour A par des vannes pneumatiques électriquement contrôléesY1 et Y2depuis le bas de la tour d'adsorption.

Au fur et à mesure que l'air passe à travers le lit de tamis moléculaire de carbone, les molécules d'oxygène dans l'air sont adsorbées par les micropores CMS, tandis que les molécules d'azote sont concentrées dans la phase gazeuse.

Le gaz produit par l'azote s'écoule du haut de la tour d'adsorption et pénètre dans le réservoir de stockage d'azote par des vannesY6 et Y8.

Ce processus estprocédé de production d'azote de la tour A.

Dans le même temps, les molécules d'oxygène adsorbées dans la tour B sont libérées par la valveY5, réduisant la pression de la tour B à la pression atmosphérique.régénération par désorption.

Lorsque la capacité d'adsorption du tamis moléculaire de carbone dans la tour A atteint la saturation, la tour A arrête l'adsorption.

En ce moment:

• Les soupapes Y1, Y4, Y5 et Y8 sont fermées.
• Les soupapes Y2, Y3, Y6 et Y7 sont ouvertes.

Les deux tours effectuent l'égalisation de pression.

Après équalisation de la pression, le système passe à:

• Adsorption dans la tour B
• Régénération de la tour A

L'air comprimé pénètre au fond de la tour B par les vannes Y1 et Y3.

Le tamis moléculaire de carbone à l'intérieur de la tour B adsorbe les molécules d'oxygène, tandis que le gaz d'azote circule à travers les vannes Y7 et Y8 dans le réservoir de stockage d'azote.

Cela complète le processus de production d'azote de la tour B.

En basculant continuellement entre l'adsorption et la régénération de la tour A et de la tour B, le système fournit continuellement de l'azote.

4. Processus de commande automatique PLC

La séquence d'ouverture et de fermeture des vannesLe montant de l'aide, les temps de commutation et les cycles de fonctionnement sont entièrement contrôlés par le système PLC.

En fonctionnement normal, le cycle automatique se déroule comme suit:

1. Appuyez sur le bouton de démarrage.
2. Le séchoir frigorifique commence.
3. Après un délai prédéfini, le compresseur d'air démarre.
4. Après un autre délai, le système entre dans la tour A d'adsorption.
5. Après la période d'adsorption, l'égalisation de la pression entre la tour A et la tour B commence.
6. Le système passe à l'adsorption de la tour B.
7. La tour B complète l'adsorption et l'égalisation de la pression est effectuée.
8. Le système retourne à l'adsorption de la tour A.

Ce cycle se répète automatiquement pour produire continuellement de l'azote.

Lorsque le bouton d'arrêt est appuyé, tout le système cesse de fonctionner.

5. État de contrôle de la vanne

Pendant les différentes étapes de fonctionnement du générateur d'azote PSA, l'état de fonctionnement des soupapes Y1Y8 est contrôlé selon les procédés suivants:

Tour A Adsorption

Les soupapes correspondantes s'ouvrent pour permettre à l'air comprimé d'entrer dans la tour A et au gaz produit par l'azote de s'écouler dans le réservoir de stockage d'azote.

Équalisation de la pression A → B

La pression entre la tour A et la tour B est équilibrée par les vannes d'égalisation.

Adsorption dans la tour B

La tour B produit de l'azote tandis que la tour A effectue la régénération.

Équalisation de la pression B → A

La pression entre les deux tours est équilibrée avant de revenir à l'adsorption de la tour A.

Nom de l'organisme:

• "+" indique que la vanne est ouverte.
• Lors de l'égalisation de la pression, les soupapes connexes s'ouvrent après un délai prédéfini.
• Les temps de retard peuvent être réglés dans la plage de 0 ¢999 secondes selon les exigences de fonctionnement.

6. Exigences de contrôle

Le système de commande du générateur d'azote PSA offre deux modes de fonctionnement:

Mode de fonctionnement manuel

En mode manuel, les opérateurs peuvent:

• Vérifiez l'état de fonctionnement des soupapes Y1Y8.
• Le compresseur d'air et le séchoir réfrigérateur doivent être démarrés et arrêtés indépendamment.
• Afficher l'état d'ouverture des vannes pendant:
  • Adsorption de la tour A
  • Équalisation de la pression A=B
  • Adsorption dans la tour B
  • Équilibre de pression B=A
• Afficher toutes les conditions de fonctionnement à travers les feux d'indication.

Mode de fonctionnement automatique

En mode automatique, le système fonctionne selon la séquence de processus PSA prédéfinie.

Le schéma de flux de processus simulé affiche l'état de fonctionnement actuel en temps réel.

Tous les temps de retard pendant le fonctionnement automatique peuvent être ajustés en fonction des exigences de production, et le système peut afficher et interroger les paramètres de retard actuels en temps réel.

La technologie du générateur d'azote PSA utilise une commande automatique PLC, des cycles de régénération d'adsorption à double tour,technologie de séparation par tamis moléculaire de carbone pour obtenir une production continue d'azote de haute pureté avec des performances stables et un fonctionnement fiable.