石炭産業におけるPSA窒素発電機を用いた窒素生産のプロセス流と故障排除

窒素を含む海の浮遊と沈下

窒素発生装置は高品質のカーボンモレキュラーシーブを吸着剤として使用し、圧力スイング吸着原理室温で空気を分離し、高純度の窒素を生成します。

通常、2 つ吸着塔入口空気圧バルブと並列に接続されていますPLCによる制御自動的に動作し、加圧吸着と減圧再生を交互に行い、窒素と酸素の分離を完了し、必要な高純度窒素を取得します。

(PSA)窒素生成用：炭素分子は空気中の酸素と窒素を同時に吸着することができ、圧力が上昇すると吸着量が増加します。さらに、炭素モレキュラーシーブ酸素を非常に素早く吸収し、約 1 分で 90% 以上に達します。一方、この時点で吸着される窒素の量はわずか約 5% です。したがって、この時点での吸着はほとんどが酸素で、残りはほとんどが窒素になります。

窒素発生装置のワークフローは次のように実現されます。プログラマブル ロジック コントローラー (PLC)3 つの 2 ポジション 5 方パイロット ソレノイド バルブを制御し、これらのバルブが 8 つの空気圧パイプライン バルブの開閉を制御します。 3 つの 2 ポジション 5 方向パイロット電磁弁は、それぞれ左吸入、均一化、右吸入の状態を制御します。これらの状態のタイミング シーケンスは PLC に保存されます。電源オフ状態では、3 つの 2 ポジション 5 方向パイロット ソレノイド バルブすべてからのパイロット ガスが空気圧パイプライン バルブの閉じたポートに接続されます。左吸引状態では、左吸引を制御する電磁弁が通電され、パイロットガスにより左吸引入口弁、左吸引ガス発生弁、右排気弁の開口ポートが接続され、これら３つの弁が開き、左吸引工程が完了する。同時に右側の吸着塔で脱着が起こります。プロセスが均等化状態にある場合、均等化を制御するソレノイド バルブが通電され、他のバルブは閉じられます。パイロットガスは上部と下部の均等化バルブの開口ポートを接続し、これら 2 つのバルブを開いて均等化プロセスを完了します。右吸引状態では、右吸引を制御する電磁弁が通電され、パイロットガスが右吸引入口バルブ、右吸引ガス発生バルブ、左排気バルブの開口ポートを接続し、これら３つのバルブが開き、右吸引工程が完了する。同時に左側の吸着塔が脱着します。各プロセスセグメントでは、開く必要があるバルブを除くすべてのバルブを閉じる必要があります。減圧によりモレキュラーシーブから放出された酸素を完全に大気中に排出するために、常時開いているバックフラッシュバルブを通して窒素ガスを使用して脱着吸着塔をパージし、酸素を塔外に吹き飛ばします。このプロセスはバックフラッシュと呼ばれ、脱着と同時に発生します。

当社の窒素発生装置のワークフローは、シーメンス S7-200プログラマブル コントローラーは最初に電磁弁を制御し、次に電磁弁がタワー A と B にある 8 つの空気圧パイプライン バルブの開閉をそれぞれ制御します。ソレノイドバルブタイミングシーケンスはプログラマブルコントローラーに保存されます。当社の窒素発生装置の長年の運用における主な問題は、低いガス生成圧力と高い酸素含有量でした。

ストレスが低い主な理由は次のとおりです。

1. 流入ガス圧力が低い場合、天然ガス生産圧力も不十分になります。
2. 現場でのガス消費量が多く、ガス生成が不十分なため、当然圧力が上昇します。
3. ガス供給パイプラインのフィルターやバルブが詰まったり故障したりすると、ガス流量が減少し、その結果、窒素生成量がガス消費量よりもはるかに少なくなり、その結果システム圧力が低下します。
4. ガスパイプラインの漏れにより圧力が低下しました。
5. バルブ回路制御の異常または窒素発生装置の機械的詰まり。

窒素発生剤の純度は一般に 99.9% 以上であることが必要です。酸素含有量が高いと生産に影響します。動作原理に基づく主な理由は次のとおりです。

1. 元の圧縮空気の圧力が低かったため、圧力スイング吸着が不十分になり、脱酸素が効果的でなくなりました。
2. 電磁弁または空気圧バルブ左右のタワーの開閉時間が遅れたり、バルブが固着して動かなくなるなどの制御を行うとガス漏れの原因となります。これにより、2 つの塔の動作が不安定になり、窒素生成が低下し、酸素含有量が高くなります。
3. ガス使用量を適切に管理してください。推奨流量よりも多くのガスを使用すると、窒素の生成が低下します。
4. カーボンモレキュラーシーブとフィルターエレメントを長期間交換しないと、酸素含有量が高くなる可能性があります。
5. 制御回路の故障により電磁弁が誤動作し、電磁弁が正常に開閉できなくなり、酸素濃度の異常が発生します。