Alur proses dan pemecahan masalah untuk produksi nitrogen menggunakan generator nitrogen PSA di industri batu bara.

Laut dan Tenggelam Laut Nitrogen

Generator nitrogen menggunakan saringan molekuler karbon berkualitas tinggi sebagai adsorben dan menggunakan prinsip adsorpsi ayunan tekanan pada suhu kamar untuk memisahkan udara dan menghasilkan nitrogen dengan kemurnian tinggi.

Biasanya, dua menara adsorpsi dihubungkan secara paralel, dengan katup pneumatik saluran masuk dikendalikan oleh PLC untuk beroperasi secara otomatis, bergantian antara adsorpsi bertekanan dan regenerasi tanpa tekanan untuk menyelesaikan pemisahan nitrogen-oksigen dan mendapatkan nitrogen dengan kemurnian tinggi yang dibutuhkan.

(PSA) untuk pembangkitan nitrogen: Molekul karbon dapat secara bersamaan menyerap oksigen dan nitrogen dari udara, dan jumlah adsorpsi meningkat seiring dengan peningkatan tekanan. Selain itu, saringan molekuler karbon menyerap oksigen dengan sangat cepat, mencapai lebih dari 90% dalam waktu sekitar 1 menit; sementara jumlah nitrogen yang diserap hanya sekitar 5% pada saat ini. Oleh karena itu, adsorpsi pada titik ini sebagian besar adalah oksigen, dan sisanya sebagian besar adalah nitrogen.

Alur kerja generator nitrogen dicapai oleh pengontrol logika terprogram (PLC) yang mengontrol tiga katup solenoid pilot 2 posisi 5 arah, yang pada gilirannya mengontrol pembukaan dan penutupan delapan katup pipa pneumatik. Tiga katup solenoid pilot 2 posisi 5 arah mengontrol keadaan hisap kiri, pemerataan, dan hisap kanan. Urutan waktu untuk keadaan ini disimpan di PLC. Dalam keadaan mati, gas pilot dari ketiga katup solenoid pilot 2 posisi 5 arah terhubung ke port tertutup katup pipa pneumatik. Ketika proses berada dalam keadaan hisap kiri, katup solenoid yang mengontrol hisap kiri diberi energi, dan gas pilot menghubungkan port pembukaan katup saluran masuk hisap kiri, katup generator gas hisap kiri, dan katup pembuangan kanan, menyebabkan ketiga katup ini terbuka dan menyelesaikan proses hisap kiri. Secara bersamaan, desorpsi terjadi di menara adsorpsi kanan. Ketika proses berada dalam keadaan pemerataan, katup solenoid yang mengontrol pemerataan diberi energi, dan katup lainnya ditutup. Gas pilot menghubungkan port pembukaan katup pemerataan atas dan bawah, menyebabkan kedua katup ini terbuka dan menyelesaikan proses pemerataan. Ketika proses berada dalam keadaan hisap kanan, katup solenoid yang mengontrol hisap kanan diberi energi, dan gas pilot menghubungkan port pembukaan katup saluran masuk hisap kanan, katup generator gas hisap kanan, dan katup pembuangan kiri, menyebabkan ketiga katup ini terbuka dan menyelesaikan proses hisap kanan. Secara bersamaan, menara adsorpsi kiri mengalami desorpsi. Di setiap segmen proses, semua katup kecuali yang seharusnya terbuka harus ditutup. Untuk memastikan bahwa oksigen yang dilepaskan dari saringan molekuler karena penurunan tekanan sepenuhnya dibuang ke atmosfer, gas nitrogen digunakan untuk membersihkan menara adsorpsi yang sedang desorpsi melalui katup backflush yang biasanya terbuka, meniup oksigen keluar dari menara. Proses ini disebut backflush, dan terjadi bersamaan dengan desorpsi.

Alur kerja generator nitrogen kami dikendalikan oleh pengontrol terprogram Siemens S7-200, yang pertama-tama mengontrol katup solenoid, dan kemudian katup solenoid mengontrol pembukaan dan penutupan delapan katup pipa pneumatik di menara A dan B masing-masing. Urutan waktu katup solenoid disimpan di pengontrol terprogram. Selama bertahun-tahun pengoperasian generator nitrogen kami, masalah utama adalah tekanan produksi gas yang rendah dan kandungan oksigen yang tinggi.

Alasan utama untuk tekanan rendah adalah:

1. Jika tekanan gas masuk rendah, tekanan produksi gas alam juga akan tidak mencukupi.
2. Konsumsi gas yang tinggi di lokasi, produksi gas yang tidak mencukupi, secara alami menyebabkan peningkatan tekanan.
3. Filter dan katup yang tersumbat atau rusak di saluran pipa pasokan gas mengurangi aliran gas, mengakibatkan produksi nitrogen jauh lebih sedikit daripada konsumsi gas dan akibatnya tekanan sistem rendah.
4. Kebocoran di saluran pipa gas menyebabkan penurunan tekanan.
5. Kontrol sirkuit katup yang tidak normal atau kemacetan mekanis di generator nitrogen.

Kemurnian generator nitrogen umumnya disyaratkan di atas 99,9%. Kandungan oksigen yang tinggi akan mempengaruhi produksi. Alasan utama adalah sebagai berikut, berdasarkan prinsip operasi:

1. Tekanan udara terkompresi yang masuk rendah, mengakibatkan adsorpsi ayunan tekanan yang buruk dan deoksigenasi yang tidak efektif.
2. katup solenoid atau katup pneumatik yang mengontrol menara kiri dan kanan, seperti waktu pembukaan dan penutupan yang tertunda atau katup yang macet dan menolak untuk beroperasi, akan menyebabkan kebocoran gas. Hal ini akan menyebabkan operasi kedua menara menjadi tidak menentu, produksi nitrogen yang buruk, dan kandungan oksigen yang tinggi.
3. Kontrol jumlah gas yang digunakan secara tepat. Menggunakan lebih banyak gas daripada laju aliran yang direkomendasikan juga akan menghasilkan produksi nitrogen yang buruk.
4. Kegagalan mengganti saringan molekuler karbon dan elemen filter untuk waktu yang lama juga dapat menyebabkan kandungan oksigen yang tinggi.
5. Malafungsi sirkuit kontrol menyebabkan malafungsi katup solenoid, mencegahnya membuka dan menutup dengan benar, sehingga mengakibatkan malafungsi kandungan oksigen.