Sistema di generazione di azoto PSA Composizione, principio di funzionamento e processo di controllo

1. Composizione del sistema

Il sistema di generazione di azoto PSA è costituito principalmente da uncompressore d'aria, sistema di depurazione dell'aria, serbatoio di accumulo dell'aria, valvole di commutazione, torri di adsorbimento e serbatoio tampone di azoto.

L'aria grezza viene compressa dal compressore d'aria e poi passa attraverso il sistema di depurazione perrimozione della polvere, rimozione dell'olio e trattamento dell'essiccazioneDopo la depurazione, l'aria compressa entra nel serbatoio di accumulo dell'aria e poi scorre nella torre di assorbimento sinistra attraverso la valvola di ingresso sinistra.

In questo momento, la pressione all'interno della torre di assorbimento aumenta.seta molecolare di carbonio (CMS)il letto di adsorbimento, mentre le molecole di ossigeno sono preferibilmente assorbite dal setaccio molecolare.Il gas di azoto non assorbito passa attraverso il letto di assorbimento e entra nel serbatoio tampone dell'azoto attraverso la valvola di uscitaQuesto processo si chiamaadsorbimento, e di solito dura diverse decine di secondi.

Dopo il completamento del processo di adsorbimento, le torri di adsorbimento sinistra e destra sono collegate attraverso la valvola di equalizzazione, consentendo alla pressione tra le due torri di raggiungere l'equilibrio.Questo processo si chiamaecualizzazione della pressione, che in genere dura circa 3 ⁄ 5 secondi.

Dopo l'equalizzazione della pressione, l'aria compressa entra nella torre di adsorbimento destra attraverso la valvola di ingresso destra e ripete il processo di adsorbimento di cui sopra.

Allo stesso tempo, le molecole di ossigeno assorbite dal setaccio molecolare del carbonio nella torre di assorbimento sinistra vengono rilasciate nell'atmosfera attraverso la valvola di scarico sinistra durante la riduzione della pressione.Questo processo si chiamadesorbazioneAttraverso la desorpazione, il setaccio molecolare saturo viene rigenerato e preparato per il ciclo di assorbimento successivo.

Allo stesso modo, quando la torre destra sta eseguendo l'adsorbimento, la torre sinistra esegue la rigenerazione.il sistema entra in un altro processo di equalizzazione della pressione e poi torna all'assorbimento della torre sinistra.

Attraverso questo processo alternato di adsorbimento e rigenerazione, il generatore di azoto PSA produce continuamente gas azoto.

L'intero processo è controllato automaticamente da unSistema di controllo PLC e valvole di commutazione automatiche.

2Principio di funzionamento del generatore di azoto PSA

Il generatore di azoto PSA funziona in base al principio diAdsorbimento a oscillazione di pressione (PSA).

Utilizzando prodotti di alta qualitàseta molecolare di carbonio (CMS)come adsorbente per separare l'azoto dall'aria compressa a una certa pressione.

Dopo la depurazione e l'essiccazione, l'aria compressa entra nelle torri di assorbimento, dove subisceadsorbimento a pressione e desorbimento a riduzione della pressione.

A causa delle diverse velocità di diffusione delle molecole di ossigeno e di azoto nei micropori del setaccio molecolare del carbonio, le molecole di ossigeno diffondono molto più velocemente delle molecole di azoto.l'ossigeno è preferibilmente assorbito dal setaccio molecolare al carbonio, mentre le molecole di azoto rimangono nella fase gassosa e si arricchiscono, formando gas di azoto di alta purezza.

Dopo il processo di adsorbimento, la pressione della torre di adsorbimento viene ridotta alla pressione atmosferica.completare il processo di rigenerazione.

Normalmente, il sistema è dotato di due torri di assorbimento,Torre A e Torre B.

• Una torre produce azoto attraverso l'assorbimento.
• L'altra torre esegue desorbizione e rigenerazione.

Attraverso il controllo automatico delle valvole pneumatiche, le due torri di assorbimento funzionano alternativamente, garantendo una produzione continua di gas azoto di alta qualità.

3Processo di controllo del generatore di azoto PSA

Il flusso di processo del sistema di generazione di azoto PSA comprende principalmente uncompressore d'aria, apparecchiature di depurazione dell'aria, torri di adsorbimento, sistema di controllo PLC, valvole automatiche e serbatoio di stoccaggio dell'azoto.

Il compressore d'aria fornisce un flusso d'aria sufficiente e mantiene una pressione di ingresso stabile, generalmente intorno00,75 ‰ 0,8 MPa.

Dopo essere passati attraverso l'asciugatrice frigorifera e il sistema di depurazione, l'umidità, l'olio e le particelle solide vengono rimossi dall'aria compressa.

Per garantire una produzione di azoto continua e stabile, il sistema utilizza due torri di assorbimento (Torre A e Torre B) che funzionano alternativamente.

L'aria compressa purificata entra nella torre A attraverso valvole pneumatiche a controllo elettricoY1 e Y2dal fondo della torre di assorbimento.

Mentre l'aria passa attraverso il letto del setaccio molecolare del carbonio, le molecole di ossigeno nell'aria sono assorbite dai micropori CMS, mentre le molecole di azoto sono concentrate nella fase gassosa.

Il gas prodotto da azoto scorre dalla parte superiore della torre di assorbimento e entra nel serbatoio di stoccaggio dell'azoto attraverso le valvoleY6 e Y8.

Questo processo èprocesso di produzione di azoto della torre A.

Allo stesso tempo, le molecole di ossigeno assorbiti nella Torre B sono rilasciati attraverso valvolaY5, riducendo la pressione della torre B alla pressione atmosferica.Rigenerazione da desorbazione.

Quando la capacità di assorbimento del setaccio molecolare di carbonio nella torre A raggiunge la saturazione, la torre A interrompe l'assorbimento.

In questo momento:

• Le valvole Y1, Y4, Y5 e Y8 sono chiuse.
• Apri le valvole Y2, Y3, Y6 e Y7.

Le due torri eseguono l'equalizzazione della pressione.

Dopo l'equalizzazione della pressione, il sistema passa a:

• Adsorbimento della torre B
• Rigenerazione della torre A

L'aria compressa entra nel fondo della torre B attraverso le valvole Y1 e Y3.

Il setaccio molecolare di carbonio all'interno della torre B assorbe le molecole di ossigeno, mentre il gas azoto scorre attraverso le valvole Y7 e Y8 nel serbatoio di stoccaggio dell'azoto.

Questo completa il processo di produzione di azoto della torre B.

Il sistema fornisce continuamente gas azoto alternando continuamente tra l'adsorbimento e la rigenerazione della torre A e della torre B.

4. Processo di controllo automatico PLC

La sequenza di apertura e chiusura delle valvoleY1 Y8, i tempi di commutazione e i cicli di funzionamento sono completamente controllati dal sistema PLC.

In condizioni normali di funzionamento, il ciclo automatico è il seguente:

1. Premere il pulsante di avvio.
2. Inizia l'asciugatrice frigorifera.
3. Dopo un ritardo prestabilito, il compressore d'aria si avvia.
4. Dopo un altro tempo di ritardo, il sistema entra nell'assorbimento della torre A.
5. Dopo il periodo di adsorbimento, inizia l'equalizzazione della pressione tra la torre A e la torre B.
6. Il sistema passa all'assorbimento della torre B.
7. La torre B completa l'assorbimento e viene eseguita l'equalizzazione della pressione.
8. Il sistema torna all'assorbimento della torre A.

Questo ciclo si ripete automaticamente per produrre continuamente azoto.

Quando si preme il pulsante di arresto, l'intero sistema si interrompe.

5. Stato di controllo della valvola

Durante le diverse fasi di funzionamento del generatore di azoto PSA, lo stato di funzionamento delle valvole Y1 ̇ Y8 è controllato secondo i seguenti processi:

Torre di assorbimento A

Le valvole corrispondenti si aprono per permettere all'aria compressa di entrare nella torre A e al gas prodotto dall'azoto di fluire nel serbatoio di stoccaggio dell'azoto.

Equalizzazione della pressione A → B

La pressione tra la torre A e la torre B è bilanciata attraverso le valvole di equalizzazione.

Torre B Adsorbimento

La torre B produce azoto mentre la torre A si rigenera.

Equalizzazione della pressione B → A

La pressione tra le due torri viene bilanciata prima di tornare all'assorbimento della torre A.

Nota:

• "+" indica che la valvola è aperta.
• Durante l'equalizzazione della pressione, le valvole collegate si aprono dopo un tempo di ritardo prestabilito.
• I tempi di ritardo possono essere regolati nell'intervallo di 0 ¢999 secondi in base alle esigenze operative.

6Requisiti di controllo

Il sistema di controllo del generatore di azoto PSA fornisce due modalità di funzionamento:

Modalità di funzionamento manuale

In modalità manuale, gli operatori possono:

• Controllare lo stato di funzionamento delle valvole Y1 ̇ Y8.
• Avviare e interrompere in modo indipendente il compressore d'aria e l'asciugatrice frigorifera.
• Indicare lo stato di apertura delle valvole durante:
  • Adsorbimento torre A
  • Equalizzazione della pressione A=B
  • Adsorbimento della torre B
  • Equalizzazione della pressione B=A
• Visualizzare tutte le condizioni di funzionamento attraverso le luci di indicazione.

Modalità di funzionamento automatico

In modalità automatica, il sistema funziona secondo la sequenza di processo PSA prestabilita.

Il diagramma di flusso di processo simulato mostra in tempo reale lo stato di funzionamento corrente.

Tutti i tempi di ritardo durante il funzionamento automatico possono essere regolati in base ai requisiti di produzione e il sistema può visualizzare e consultare in tempo reale le impostazioni di ritardo attuali.

La tecnologia del generatore di azoto PSA utilizza il controllo automatico PLC, cicli di rigenerazione di assorbimento a doppia torre,tecnologia di separazione con seta molecolare di carbonio per ottenere una produzione continua di azoto di alta purezza con prestazioni stabili e un funzionamento affidabile.