Przepływ procesu i rozwiązywanie problemów przy produkcji azotu za pomocą generatorów azotu PSA w przemyśle węglowym.

Azotowe unoszenie się i opadanie na morzu

Generator azotu wykorzystuje wysokiej jakości sita molekularne węglowe jako adsorbent i stosuje zasadęadsorpcji zmiennociśnieniowej w temperaturze pokojowej do separacji powietrza i produkcji azotu o wysokiej czystości.

Zazwyczaj dwawieże adsorpcyjne są połączone równolegle, a zawory pneumatyczne doprowadzające powietrze sąsterowane przez sterownik PLC do automatycznej pracy, przełączając się między adsorpcją pod ciśnieniem a regeneracją po obniżeniu ciśnienia, aby zakończyć separację azotu od tlenu i uzyskać wymagany azot o wysokiej czystości.

(PSA) do produkcji azotu: Cząsteczki węgla mogą jednocześnie adsorbować tlen i azot z powietrza, a ilość adsorpcji wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia. Ponadtosita molekularne węglowe adsorbują tlen bardzo szybko, osiągając ponad 90% w około 1 minutę; podczas gdy ilość zaadsorbowanego azotu wynosi w tym czasie tylko około 5%. Dlatego adsorpcja w tym punkcie to głównie tlen, a pozostałość to głównie azot.

Przepływ pracy generatora azotu jest realizowany przezprogramowalny sterownik logiczny (PLC) sterujący trzema 2-pozycyjnymi 5-drogowymi zaworami elektromagnetycznymi pilotującymi, które z kolei sterują otwieraniem i zamykaniem ośmiu pneumatycznych zaworów rurowych. Trzy 2-pozycyjne 5-drogowe zawory elektromagnetyczne pilotujące sterują odpowiednio stanami ssania lewego, wyrównania i ssania prawego. Sekwencje czasowe dla tych stanów są przechowywane w sterowniku PLC. W stanie wyłączenia zasilania, gaz pilotujący ze wszystkich trzech 2-pozycyjnych 5-drogowych zaworów elektromagnetycznych pilotujących jest podłączony do zamkniętych portów pneumatycznych zaworów rurowych. Gdy proces jest w stanie ssania lewego, zawór elektromagnetyczny sterujący ssaniem lewym jest zasilany, a gaz pilotujący podłącza otwarte porty zaworu doprowadzającego ssanie lewe, zaworu generatora gazu ssania lewego i zaworu wylotowego prawego, powodując otwarcie tych trzech zaworów i zakończenie procesu ssania lewego. Jednocześnie w prawej wieży adsorpcyjnej zachodzi desorpcja. Gdy proces jest w stanie wyrównania, zawór elektromagnetyczny sterujący wyrównaniem jest zasilany, a pozostałe zawory są zamknięte. Gaz pilotujący podłącza otwarte porty zaworów wyrównawczych górnego i dolnego, powodując otwarcie tych dwóch zaworów i zakończenie procesu wyrównania. Gdy proces jest w stanie ssania prawego, zawór elektromagnetyczny sterujący ssaniem prawym jest zasilany, a gaz pilotujący podłącza otwarte porty zaworu doprowadzającego ssanie prawe, zaworu generatora gazu ssania prawego i zaworu wylotowego lewego, powodując otwarcie tych trzech zaworów i zakończenie procesu ssania prawego. Jednocześnie wieża adsorpcyjna lewa desorbuje. W każdym segmencie procesu wszystkie zawory, z wyjątkiem tych, które powinny być otwarte, powinny być zamknięte. Aby zapewnić, że tlen uwalniany z sita molekularnego z powodu obniżenia ciśnienia jest całkowicie odprowadzany do atmosfery, gaz azotowy jest używany do przedmuchiwania desorbującej wieży adsorpcyjnej przez normalnie otwarty zawór płukania wstecznego, wydmuchując tlen z wieży. Proces ten nazywa się płukaniem wstecznym i zachodzi jednocześnie z desorpcją.

Przepływ pracy naszego generatora azotu jest sterowany przezprogramowalny sterownik Siemens S7-200który najpierw steruje zaworami elektromagnetycznymi, a następnie zawory elektromagnetyczne sterują otwieraniem i zamykaniem ośmiu pneumatycznych zaworów rurowych w wieżach A i B odpowiednio. Sekwencja czasowa zaworów elektromagnetycznych jest przechowywana w programowalnym sterowniku. W latach eksploatacji naszego generatora azotu główne problemy to niskie ciśnienie produkcji gazu i wysoka zawartość tlenu.

Główne przyczyny niskiego ciśnienia to:

1. Jeśli ciśnienie gazu dopływającego jest niskie, ciśnienie produkcji gazu ziemnego również będzie niewystarczające.
2. Wysokie zużycie gazu na miejscu, niewystarczająca produkcja gazu, naturalnie prowadzące do wzrostu ciśnienia.
3. Zatkane lub wadliwe filtry i zawory w rurociągu doprowadzającym gaz zmniejszają przepływ gazu, powodując, że produkcja azotu jest znacznie mniejsza niż zużycie gazu, a w konsekwencji niskie ciśnienie w systemie.
4. Wyciek w rurociągu gazowym spowodował spadek ciśnienia.
5. Nienormalne sterowanie obwodem zaworu lub mechaniczne zacięcie w generatorze azotu.

Czystość generatorów azotu jest zazwyczaj wymagana powyżej 99,9%. Wysoka zawartość tlenu wpłynie na produkcję. Główne przyczyny są następujące, w oparciu o zasadę działania:

1. Pierwotne ciśnienie sprężonego powietrza było niskie, co skutkowało słabą adsorpcją zmiennociśnieniową i nieskutecznym usuwaniem tlenu.
2. zawory elektromagnetyczne lubzawory pneumatyczne sterujące wieżami lewą i prawą, takie jak opóźnione czasy otwierania i zamykania lub zacięte zawory odmawiające pracy, spowodują wyciek gazu. Doprowadzi to do nieregularnej pracy obu wież, słabej produkcji azotu i wysokiej zawartości tlenu.
3. Odpowiednio kontrolować ilość zużywanego gazu. Używanie większej ilości gazu niż zalecany przepływ również spowoduje słabą produkcję azotu.
4. Niewymienianie sita molekularnego węglowego i elementu filtrującego przez dłuższy czas może również prowadzić do wysokiej zawartości tlenu.
5. Awaria obwodu sterowania powoduje awarię zaworu elektromagnetycznego, uniemożliwiając jego prawidłowe otwieranie i zamykanie, co skutkuje awarią zawartości tlenu.