Utrzymanie i konserwacja generatora azotu o adsorpcji ciśnieniowej (PSA)

Adsorpcja ciśnieniowa (PSA) to technologia separacji gazów. W 1960 roku C. W. SKARSTROM ze Stanów Zjednoczonych uzyskał pierwszy patent na generator tlenu z sita molekularnego PSA. Następnie kraje takie jak Wielka Brytania, Niemcy i Japonia przeprowadziły szeroko zakrojone badania eksperymentalne. W 1970 roku UCC (Union Carbide Corporation) ze Stanów Zjednoczonych jako pierwsza osiągnęła industrializację i od dawna zajmuje wiodącą pozycję w rozwoju i zastosowaniu technologii PSA. W porównaniu z tradycyjnymi metodami separacji, metoda PSA była stale ulepszana i doskonalona, co doprowadziło do szybkiego rozwoju.

System generatorów azotu PSA wykorzystuje powietrze jako surowiec i wykorzystuje wysokowydajny i selektywny adsorbent stały (sito molekularne węglowe) do selektywnego adsorbowania azotu i tlenu, oddzielając je od powietrza. Efekt separacji sita molekularnego węglowego na azot i tlen opiera się głównie na różnej szybkości dyfuzji tych dwóch cząsteczek gazu w sicie molekularnym węglowym. Cząsteczki gazu o mniejszej średnicy (tlen) dyfundują szybciej i w większych ilościach wnikają do fazy stałej sita molekularnego. W ten sposób można uzyskać wzbogacenie azotu w fazie gazowej. Po około 2 minutach adsorpcja tlenu przez sito molekularne osiąga równowagę. Na podstawie charakterystyki, że zdolność adsorpcyjna sita molekularnego węglowego zmienia się pod wpływem różnych ciśnień, ciśnienie jest obniżane w celu desorpcji cząsteczek tlenu z sita molekularnego węglowego; proces ten nazywa się regeneracją. Adsorpcja ciśnieniowa (PSA) zazwyczaj wykorzystuje dwie wieże równolegle, przełączając się między adsorpcją pod ciśnieniem a regeneracją pod obniżonym ciśnieniem, aby uzyskać ciągłe dostarczanie azotu.

Kompletny system produkcji azotu obejmuje: sprężarkę powietrza (zestaw) – elementy oczyszczania sprężonego powietrza – zbiornik magazynowy powietrza – generator azotu PSA – zbiornik buforowy azotu – zbiornik magazynowy azotu (niskociśnieniowy) – system wzmacniania azotu – zbiornik magazynowy azotu (wysokociśnieniowy).

Wybór generatora azotu wiąże się z wieloma kwestiami. Po pierwsze, konieczne jest przeprowadzenie dokładnych badań rynkowych w celu określenia konkretnego modelu i specyfikacji (wydajność produkcji azotu, czystość azotu, ciśnienie wylotowe i punkt rosy itp.). Należy przeprowadzić kompleksową analizę porównawczą wydajności i charakterystyk generatorów azotu, a właściwy wybór powinien być dokonany w oparciu o lokalne środowisko pracy.

Podczas inspekcji generatora azotu operator powinien zwrócić uwagę na następujące aspekty:

1. Najpierw sprawdź, czy czystość azotu i punkt rosy spełniają wymagania, a następnie sprawdź, czy może być normalnie adsorbowany i regenerowany;
2. Sprawdź, czy zasilanie, źródło gazu, źródło wody i warunki temperaturowe wymagane przez maszynę są normalne;
3. Obserwuj ciśnienie w zbiorniku magazynowym powietrza i utrzymuj ciśnienie w zbiorniku magazynowym powietrza między0,7a0,75 MPa. Nie poniżej wartości znamionowej;
4. Sprawdzaj automatyczny osuszacz za każdym razem, aby uniknąć zablokowania lub uszkodzenia, które spowodowałoby utratę funkcji odprowadzania wody;
5. Regularnie sprawdzaj radiator osuszacza chłodniczego, aby uniknąć wpływu na wydajność i żywotność osuszacza z powodu słabego rozpraszania ciepła;
6. Okresowa konserwacja precyzyjnego filtra jest głównie oparta na użytkowaniu filtra i okresowej wymianie elementu filtrującego. Możesz odwołać się do okresowych metod konserwacji i środków zalecanych przez producenta filtra, aby konserwować filtr;
7. Kalibracja analizatora tlenu, sprawdzaj go co miesiąc. Jeśli zawartość tlenu jest wyższa niż wartość znamionowa, należy rozważyć, czy żywotność sondy tlenowej dobiegła końca i czy sonda tlenowa powinna zostać wymieniona na czas. Zaleca się, aby cykl wymiany wynosił1 rok.
8. Regularnie sprawdzaj czułość zaworu elektromagnetycznego i zaworu pneumatycznego, zakres ciśnienia zaworu regulacyjnego, dokładność analizatora gazu, kompresję wieży adsorpcyjnej, stan wydechowy tłumika, czystość wewnętrznej rury przepływomierza itp. i rozwiązuj wszelkie problemy, aby zapewnić normalne działanie sprzętu.

Sprężarka powietrza (grupa) dostarcza wymagane sprężone powietrze do generatora azotu z adsorpcją ciśnieniową PSA. Jej przepływ, ciśnienie i inne wymagania są określone zgodnie ze zużyciem gazu przez generator azotu z adsorpcją ciśnieniową PSA. Wydajność (zużycie) jednostki z adsorpcją ciśnieniową PSA będzie głównie określana przez wydajność sita molekularnego, przepływ procesu i konstrukcję adsorbera. Sprężarka powietrza powinna spełniać następujące wymagania:

1. objętość wylotowa ≥16,5 m3/min;
2. ciśnienie wylotowe między0,8a0,98 MPa;
3. zawartość oleju ≤3 ppm;
4. temperatura ≤45℃.

W praktycznym zastosowaniu codzienne kontrole sprężarki powietrza obejmują: temperaturę pracy (≤105℃), ciśnienie robocze (0,8～1,0MPa), ciśnienie wody (0,3～0,6MPa), itp. Miesięczne kontrole obejmują poziom oleju, czy występuje wyciek w połączeniach rurociągów itp. Kwartałowa konserwacja obejmuje czyszczenie filtra wlotowego, czyszczenie elementu filtrującego powietrza, sprawdzanie złączy itp. Roczna konserwacja jest wykonywana przez profesjonalnych inżynierów INGERSOLL RAND zgodnie z "Instrukcją konserwacji" produktu Ingersoll RAND. W codziennym użytkowaniu należy przestrzegać zaleceń i priorytetów konserwacji zawartych w instrukcji:

1. wykonywać konserwację zgodnie z wyświetlaczem kontrolera;
2. wykonywać konserwację raz w roku.

W przypadku ogólnej awarii sprzętu, osoba odpowiedzialna za sprzęt powinna rozwiązać problem zgodnie z wytycznymi dotyczącymi rozwiązywania problemów zawartymi w instrukcji. Jeśli problemu nie można rozwiązać, należy skontaktować się z profesjonalnymi inżynierami INGESOLL RAND w celu uzyskania pomocy. Głównym czynnikiem wpływającym na wydajność sprężarki powietrza jest temperatura, a głównymi czynnikami wpływającymi na temperaturę (przy stałym ciśnieniu i przepływie) są sezon, temperatura wody i jakość wody. Rury wody chłodzącej tego urządzenia są zaprojektowane do wykorzystania wody z kranu o średnicach wlotowej i wylotowej40mm, ze zużyciem wody około9t/hbezpośrednio odprowadzanej. Bez recyklingu wody byłoby to znaczące marnotrawstwo. Recykling wody chłodzącej do ponownego użycia wymagałby również znacznych inwestycji finansowych (lokalna twardość wody wynosi między380a410 mg/L). Lato jest najtrudniejszym okresem dla sprężarek powietrza, a także stanowi test przydatności początkowego wyboru typu chłodnicy. W generatorach azotu PSA (Pressure Swing Adsorption) sprężarka powietrza generuje najwyższe inwestycje w konserwację i utrzymanie sprzętu. Dokładne badania rynku i planowanie są niezbędne przed wyborem tego typu metody generowania azotu.

obejmują: zapewnienie, że kondensat i ścieki odprowadzane z osuszacza chłodniczego są niezakłócone; oraz sprawdzanie ciśnienia czynnika chłodniczego (0,3～0,6 MPa) i ciśnienia sprężonego powietrza (＜1,0MPa) są normalne. Konserwacja obejmuje regularne przedmuchiwanie chłodnicy (szczególnie wiosną i latem, aby zapobiec problemom z rozpraszaniem ciepła), czyszczenie wylotu spustowego i regularną (zazwyczaj co12 miesięcy) wymianę trzech filtrów (modele: filtr 3-stopniowy XF3-44, filtr 7-stopniowy XF7-44, filtr 9-stopniowy XF9-44). Wybór, metoda instalacji, lokalizacja instalacji i sezon osuszacza chłodniczego mają pewien wpływ na jego wydajność usuwania oleju i wody.

Aktywność węgla aktywnego i tlenku glinu w adsorberze jest bezpośrednio związana z jakością powietrza ze sprężarki i wydajnością usuwania oleju i wody przez osuszacz chłodniczy. Zazwyczaj, w zależności od użytkowania sprzętu, węgiel aktywny i tlenek glinu powinny być wymieniane co3-5 lat.

Sito molekularne węglowe jest rdzeniem generatora azotu z adsorpcją ciśnieniową. Jego wskaźniki wydajności obejmują: twardość, produkcję azotu (Nm3/T-h), współczynnik odzysku (N2/Air)% i gęstość upakowania. Podczas użytkowania należy zapobiegać przegrzewaniu, które wpływa na efekt adsorpcji, oraz silnemu uderzeniu przepływu powietrza, które powoduje sproszkowanie sita molekularnego.

1. Analizator czystości azotu (Azot ogólny): 0～1000 ppm P860 4N Changai;
2. Analizator czystości tlenu (Wysoka czystość): 0～100ppm O2 GNL-9100 Changai;

Zwróć instrument do producenta co roku w celu przetestowania i kalibracji sond czujnikowych zgodnie z instrukcją obsługi. Sprawdź i zbadaj wszelkie nieprawidłowości znalezione podczas rutynowej konserwacji.

jako urządzenia do magazynowania produktu, powinny przechodzić miesięczne samokontrole i roczne samokontrole. Zlecone badania nieniszczące przez Urząd Nadzoru Technicznego powinny być przeprowadzane co3 lata. Po6 latach, po osiągnięciu projektowanej żywotności, dalsze użytkowanie lub złomowanie powinno być określone na podstawie wyników inspekcji.

Konserwacja i utrzymanie są niezbędne do zapewnienia normalnego działania generatora azotu PSA. Jako urządzenie użyteczności publicznej, stabilne działanie generatora azotu PSA jest warunkiem wstępnym i gwarancją dla eksperymentów przemysłowych jednostki. Terminowa konserwacja i utrzymanie każdej jednostki może zapobiec awariom, przedłużyć żywotność sprzętu i poprawić efektywność energetyczną.