Komposisi, prinsip kerja dan proses kontrol sistem pembangkit nitrogen PSA

1Komposisi Sistem

Sistem pembangkit nitrogen PSA terutama terdiri darikompresor udara, sistem pemurnian udara, tangki penyimpanan udara, katup switch, menara adsorpsi dan tangki penyangga nitrogen.

Udara mentah dikompresi oleh kompresor udara dan kemudian melewati sistem pemurnian untukPenghapusan debu, penghapusan minyak, dan pengeringanSetelah pemurnian, udara terkompresi memasuki tangki penyimpanan udara dan kemudian mengalir ke menara adsorpsi kiri melalui katup masuk kiri.

Pada saat ini, tekanan di dalam menara adsorpsi meningkat.saringan molekul karbon (CMS)tempat tidur adsorpsi, sementara molekul oksigen lebih disedut oleh saringan molekuler.Gas nitrogen yang tidak diserap melewati tempat tidur adsorpsi dan masuk ke tangki tampon nitrogen melalui katup outletProses ini disebutadsorpsi, dan biasanya berlangsung selama beberapa puluh detik.

Setelah proses adsorpsi selesai, menara adsorpsi kiri dan kanan dihubungkan melalui katup pemerataan, memungkinkan tekanan antara kedua menara mencapai keseimbangan.Proses ini disebutPersamaan tekanan, yang umumnya berlangsung sekitar 3 ⁄ 5 detik.

Setelah penyeimbangan tekanan, udara terkompresi memasuki menara adsorpsi kanan melalui katup masuk kanan dan mengulangi proses adsorpsi di atas.

Pada saat yang sama, molekul oksigen yang diserap oleh saringan molekul karbon di menara penyerapan kiri dilepaskan ke atmosfer melalui katup knalpot kiri selama pengurangan tekanan.Proses ini disebutdesorpsiMelalui desorpsi, saringan molekuler jenuh diregenerasi dan disiapkan untuk siklus adsorpsi berikutnya.

Demikian pula, ketika menara kanan melakukan adsorpsi, menara kiri melakukan regenerasi.sistem memasuki proses penyeimbangan tekanan lain dan kemudian beralih kembali ke adsorpsi menara kiri.

Melalui proses adsorpsi dan regenerasi bergantian ini, generator nitrogen PSA terus menghasilkan gas nitrogen.

Seluruh proses dikendalikan secara otomatis olehSistem kontrol PLC dan katup pemutar otomatis.

2Prinsip Kerja Generator Nitrogen PSA

Generator nitrogen PSA bekerja berdasarkan prinsipAdsorpsi Swing Tekanan (PSA).

Ini menggunakan kualitas tinggisaringan molekul karbon (CMS)sebagai adsorbent untuk memisahkan nitrogen dari udara terkompresi di bawah tekanan tertentu.

Setelah pemurnian dan pengeringan, udara terkompresi memasuki menara adsorpsi, di mana ia mengalamiadsorpsi bertekanan dan desorpsi pengurangan tekanan.

Karena tingkat difusi molekul oksigen dan nitrogen yang berbeda di mikropora saringan molekul karbon, molekul oksigen difusi jauh lebih cepat daripada molekul nitrogen.oksigen lebih disedut oleh saringan molekul karbon, sementara molekul nitrogen tetap dalam fase gas dan diperkaya, membentuk gas nitrogen kemurnian tinggi.

Setelah proses adsorpsi, tekanan menara adsorpsi dikurangi menjadi tekanan atmosfer.menyelesaikan proses regenerasi.

Biasanya, sistem ini dilengkapi dengan dua menara adsorpsi,Menara A dan Menara B.

• Salah satu menara menghasilkan nitrogen melalui adsorpsi.
• Menara lainnya melakukan desorpsi dan regenerasi.

Melalui kontrol otomatis katup pneumatik, dua menara adsorpsi beroperasi secara bergantian, memastikan produksi gas nitrogen berkualitas tinggi secara terus menerus.

3Proses Kontrol Generator Nitrogen PSA

Aliran proses dari sistem produksi nitrogen PSA terutama mencakupkompresor udara, peralatan pemurnian udara, menara adsorpsi, sistem kontrol PLC, katup otomatis dan tangki penyimpanan nitrogen.

Kompresor udara menyediakan aliran udara yang cukup dan mempertahankan tekanan masuk yang stabil, umumnya sekitar00,75 ∼0,8 MPa.

Setelah melewati pengering pendingin dan sistem pemurnian, kelembaban, minyak, dan partikel padat dikeluarkan dari udara terkompresi.

Untuk memastikan output nitrogen yang terus menerus dan stabil, sistem menggunakan dua menara adsorpsi (menara A dan menara B) yang bekerja secara bergantian.

Udara terkompresi yang dimurnikan memasuki Menara A melalui katup pneumatik yang dikendalikan secara listrikY1 dan Y2dari bagian bawah menara adsorpsi.

Saat udara melewati tempat tidur saringan molekul karbon, molekul oksigen di udara diserap oleh mikropora CMS, sementara molekul nitrogen terkonsentrasi dalam fase gas.

Gas produk nitrogen mengalir keluar dari bagian atas menara adsorpsi dan memasuki tangki penyimpanan nitrogen melalui katupY6 dan Y8.

Proses ini adalahproses produksi nitrogen dari Menara A.

Pada saat yang sama, molekul oksigen diserap di Tower B dilepaskan melalui katupY5, mengurangi tekanan menara B ke tekanan atmosfer.regenerasi desorpsi.

Ketika kapasitas adsorpsi dari saringan molekul karbon di Menara A mencapai kejenuhan, Menara A menghentikan adsorpsi.

Saat ini:

• Katup Y1, Y4, Y5, dan Y8 ditutup.
• Katup Y2, Y3, Y6 dan Y7 dibuka.

Dua menara melakukan penyeimbangan tekanan.

Setelah penyeimbangan tekanan, sistem beralih ke:

• Tower B adsorpsi
• Menara A regenerasi

Udara terkompresi masuk ke dasar Menara B melalui katup Y1 dan Y3.

Penyaringan molekul karbon di dalam Menara B menyerap molekul oksigen, sementara gas nitrogen mengalir melalui katup Y7 dan Y8 ke tangki penyimpanan nitrogen.

Ini menyelesaikan proses produksi nitrogen di Menara B.

Dengan terus beralih antara adsorpsi dan regenerasi Menara A dan Menara B, sistem terus memasok gas nitrogen.

4. Proses kontrol otomatis PLC

Urutan pembukaan dan penutupan katupY1 Y8, waktu beralih, dan siklus operasi sepenuhnya dikendalikan oleh sistem PLC.

Dalam operasi normal, proses siklus otomatis adalah sebagai berikut:

1. Tekan tombol start.
2. Pengering kulkas mulai.
3. Setelah waktu penundaan yang telah ditetapkan, kompresor udara akan mulai.
4. Setelah waktu penundaan lain, sistem memasuki Tower A adsorpsi.
5. Setelah periode adsorpsi, penyeimbangan tekanan antara Menara A dan Menara B dimulai.
6. Sistem beralih ke Tower B adsorpsi.
7. Menara B menyelesaikan adsorpsi dan penyeimbangan tekanan dilakukan.
8. Sistem beralih kembali ke Tower A adsorpsi.

Siklus ini berulang secara otomatis untuk terus menghasilkan nitrogen.

Ketika tombol berhenti ditekan, seluruh sistem berhenti beroperasi.

5. Status Kontrol Katup

Selama tahap kerja yang berbeda dari generator nitrogen PSA, status operasi katup Y1 – Y8 dikendalikan sesuai dengan proses berikut:

Menara A Adsorpsi

Katup yang sesuai terbuka untuk memungkinkan udara terkompresi memasuki Menara A dan gas produk nitrogen mengalir ke tangki penyimpanan nitrogen.

Persamaan Tekanan A → B

Tekanan antara Menara A dan Menara B seimbang melalui katup penyeimbang.

Menara B Adsorpsi

Menara B menghasilkan nitrogen sementara Menara A melakukan regenerasi.

Persamaan Tekanan B → A

Tekanan antara dua menara seimbang sebelum beralih kembali ke menara A adsorpsi.

Catatan:

• "+" menunjukkan bahwa katup terbuka.
• Selama penyeimbangan tekanan, katup terkait terbuka setelah waktu keterlambatan yang telah ditetapkan sebelumnya.
• Waktu keterlambatan dapat disesuaikan dalam kisaran 0 ¢ 999 detik sesuai dengan persyaratan operasi.

6Persyaratan Kontrol

Sistem kontrol generator nitrogen PSA menyediakan dua mode operasi:

Mode Operasi Manual

Dalam mode manual, operator dapat:

• Periksa status operasi katup Y1 ̇ Y8.
• Mulai dan hentikan kompresor udara dan pengering pendingin secara independen.
• Tampilkan status pembukaan katup selama:
  • Menara A adsorpsi
  • Persamaan tekanan A=B
  • Tower B adsorpsi
  • Persamaan tekanan B=A
• Tampilkan semua kondisi operasi melalui lampu indikator.

Mode Operasi Otomatis

Dalam mode otomatis, sistem beroperasi sesuai urutan proses PSA yang telah ditetapkan sebelumnya.

Diagram aliran proses yang disimulasikan menampilkan status operasi saat ini secara real time.

Semua waktu penundaan selama operasi otomatis dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan produksi, dan sistem dapat menampilkan dan menanyakan pengaturan penundaan saat ini secara real time.

Teknologi generator nitrogen PSA menggunakan kontrol PLC otomatis, siklus regenerasi adsorpsi dua menara,dan teknologi pemisahan saringan molekul karbon untuk mencapai produksi nitrogen kemurnian tinggi secara terus menerus dengan kinerja stabil dan operasi yang andal.