O processo de adsorção por oscilação de pressão (PSA) é uma tecnologia de separação de gases.

1 Introdução ao PSA (pressure swing adsorption) Produção de azoto
1.1 Adsorção por oscilação de pressão
Pressure Swing Adsorption (PSA) é uma tecnologia de separação de gases.A partir daí, foram realizadas extensas pesquisas experimentais em países como o Reino Unido., Alemanha e Japão. UCC (United Carbides Corporation) in the United States was the first to achieve industrial-scale production and has long maintained a leading position in the development and application of PSA technologyEm concorrência com os métodos tradicionais de separação, o processo de PSA passou por melhorias e refinamentos contínuos, levando ao seu rápido desenvolvimento.
1.2 Princípio de funcionamento
Um sistema de produção de azoto PSA utiliza o ar como matéria-prima e utiliza um adsorvente sólido altamente eficiente e altamente seletivo (sieta molecular de carbono) para adsorver seletivamente azoto e oxigénio,separando-os do ar.A separação do azoto e do oxigénio por peneiras moleculares de carbono baseia-se principalmente nas diferentes taxas de difusão destas duas moléculas de gás dentro da peneira.As moléculas de gás com diâmetros menores (oxigênio) se difundem mais rapidamente e penetram mais profundamente na fase sólida da peneira molecularComo resultado, o nitrogénio enriquece-se na fase gasosa.Aproveitando a característica de que a capacidade de adsorção das peneiras moleculares de carbono varia com a pressão, a pressão é reduzida para desabsorver as moléculas de oxigênio da peneira molecular; este processo é chamado de regeneração.Pressure Swing Adsorption (PSA) normalmente emprega duas torres conectadas em paralelo, que são alternadamente submetidos a adsorção por pressão e regeneração por redução de pressão para produzir um fornecimento contínuo de nitrogénio.
1.3 Visão geral do processo
Um sistema completo de produção de nitrogénio inclui: air compressor(s)—compressed air purification unit—air storage tank—PSA nitrogen generator—nitrogen buffer tank—nitrogen storage tank (low pressure)—nitrogen pressurization system—nitrogen storage tank
(alta pressão).
2 Introdução ao equipamento
2.1 Selecção dos geradores de azoto
A selecção de um gerador de nitrogénio envolve numerosas considerações.Purificação do azoto, pressão de saída, ponto de orvalho, etc.) deve ser efectuada uma análise comparativa abrangente do desempenho e das características do gerador de nitrogénio,e a selecção deve basear-se no ambiente de funcionamento local.

3Produção e exploração de geradores de nitrogénio
O sistema de controlo elétrico controla a sequência de operações de acordo com um programa específico, alternando entre a adsorção de pressão e a regeneração por depressurização.O processo de produção de gás funciona automaticamente, com fluxo de nitrogénio, pressão e pureza ajustáveis e continuamente exibidos.
3.1 Inspecções de pessoal e principais domínios de interesse
Ao efectuarem inspecções, os operadores de geradores de azoto devem prestar atenção aos seguintes aspectos: 1) Verificar, em primeiro lugar, se a pureza do azoto e o ponto de orvalho cumprem os requisitos;confirmar que a adsorção e a regeneração estão a decorrer normalmente2) Verificar se a fonte de alimentação, a fonte de gás, a fonte de água e as condições de temperatura exigidas pela unidade são normais; 3) Monitorizar a pressão do tanque de armazenamento de ar e mantê-la entre 0,7 e 0.75 MPa, assegurando que não cai abaixo do valor nominal; (4) Inspecionar a válvula de escoamento automática durante cada verificação para evitar bloqueios ou danos que possam comprometer a sua função de escoamento;(5) Verificar periodicamente se as barbatanas do trocador de calor do secador refrigerado estão limpas para evitar que a má dissipação de calor afecte o desempenho e a vida útil do secador(6) A manutenção periódica do filtro de precisão implica principalmente a substituição do cartucho de filtro com base nas condições de utilização do filtro;referir-se ao calendário de manutenção recomendado pelo fabricante do filtro e aos procedimentos de manutenção do filtro7) Calibrar o analisador de oxigénio uma vez por mês; se o teor de oxigénio exceder o valor nominal, considerar se a sonda de oxigénio atingiu o fim da sua vida útil e substituí-la imediatamente;o ciclo de substituição recomendado é de um ano(8) Inspeccionar regularmente a sensibilidade das válvulas eletromagnéticas e pneumáticas, a gama de pressões dos reguladores de pressão, a precisão dos analisadores de gases, a estanqueidade das torres de adsorção,A condição do escape dos silenciadores, e a limpeza dos tubos internos dos medidores de caudal, e resolver imediatamente quaisquer problemas para assegurar o funcionamento normal do equipamento.
4 Manutenção e manutenção de geradores de nitrogénio
4.1 Compressor de ar (tipo parafuso)
O compressor de ar (ou conjunto de compressores) fornece o ar comprimido necessário para o sistema de produção de azoto PSA (pressure swing adsorption).e outras especificações são determinadas pelo consumo de ar do sistema de produção de nitrogénio PSAA eficiência (consumo) do sistema PSA é determinada principalmente pelo desempenho das peneiras moleculares, o fluxo do processo e a estrutura dos adsorventes.O compressor de ar deve cumprir as seguintes especificações:: (1) taxa de entrega de ar ≥ 16,5 m3/min; (2) pressão de descarga entre 0,8 e 0,98 MPa; (3) teor de óleo ≤ 3 ppm; (4) temperatura ≤ 45°C.
Em funcionamento real, as inspecções de rotina do compressor de ar incluem: temperatura de funcionamento (≤ 105°C), pressão de funcionamento (0,8 ∼1,0 MPa) e pressão de água (0,3 ∼0,6 MPa).As inspecções mensais incluem a verificação do nível de óleo e a verificação de fugas nas ligações dos tubosA manutenção trimestral inclui a limpeza da tela de filtragem de ar de admissão e do elemento de filtragem de ar, bem como a inspecção dos acessórios.A manutenção anual é efectuada pela Ingersoll Rand (INGERSOLL RAND) produto * Manual de manutenção * e são realizados por engenheiros profissionais Ingersoll RandDurante a operação diária, seguir as recomendações de manutenção e a ordem de prioridade descritas no manual: (1) Realizar a manutenção com base no ecrã do controlador;(2) Realizar manutenção uma vez por anoEm caso de avarias gerais, o responsável pelo equipamento deve solucionar o problema utilizando os métodos de reparação descritos no guia de solução de problemas do manual.Se o problema não puder ser resolvido, por favor contacte um engenheiro profissional da Ingersoll Rand para obter assistência.
O principal fator que afecta diariamente o desempenho do compressor de ar é a temperatura, e os principais fatores que influenciam a temperatura (em condições de pressão e caudal constantes) incluem:estaçãoOs tubos de água de arrefecimento do equipamento são concebidos para água municipal com diâmetros de entrada e saída de 40 mm.O consumo de água é de aproximadamente 9 toneladas métricas por hora e é descarregado diretamenteA falta de reciclagem desta água resultaria num desperdício significativo;a implementação de um sistema de reciclagem da água de arrefecimento para reutilização requer um investimento financeiro substancial (a dureza local da água varia de 380 a 410 miligramas por litro)O verão é a estação mais exigente para os compressores de ar em termos de desempenho dos equipamentos e serve também de teste para determinar se a selecção inicial do tipo de refrigerador foi adequada.Em sistemas de produção de nitrogénio PSA (pressure swing adsorption)No caso dos compressores de ar, a maior parte dos custos de manutenção e manutenção dos equipamentos é representada pelos compressores.É essencial realizar uma investigação preliminar aprofundada do mercado e planear a contabilização de despesas futuras de manutenção.
4.2 Secador refrigerado
Os secadores refrigerados (modelo/especificações: IDS-150AC; 20 Nm3/min) requerem inspecções diárias, incluindo:Verificação de que a descarga de condensado do secador refrigerado e a descarga de águas residuais do filtro de três etapas não são obstruídasVerificar que a pressão do refrigerante (0,3 ∼ 0,6 MPa) e a pressão do ar comprimido (< 1,0 MPa) estão dentro dos limites normais;A manutenção e a manutenção envolvem a limpeza periódica do trocador de calor (especialmente durante a primavera e o verão), quando for necessária uma purga frequente para evitar uma dissipação de calor prejudicada), limpar as portas de escoamento e substituir periodicamente (geralmente a cada 12 meses) os três filtros (modelo:Fase 3 Filtro XF3-44, Filtro de estágio 7 XF7-44, Filtro de grau 9 XF9 ◄ 44); fatores como a selecção, o método de instalação, o local de instalação,e estação do secador refrigerado têm um certo impacto nas suas capacidades de remoção de óleo e umidade.
4.3 Adsorvente de carbono ativado
The activity of the activated carbon and alumina within the adsorber is directly related to the quality of the compressor air and the effectiveness of oil and moisture removal by the refrigerated dryerEm geral, com base no uso do equipamento, o carbono ativado e a alumina devem ser substituídos a cada 3 a 5 anos.
4.4 Unidade de separação de oxigénio e nitrogénio
A peneira molecular de carbono é o componente principal de um gerador de azoto de adsorção por oscilação de pressão (PSA).Taxa de recuperação (N2/Ar) em %, e densidade de embalagem.devem ser tomadas precauções para evitar que o sobreaquecimento afecte a eficiência de adsorção e para evitar a pulverização da peneira molecular causada por impactos intensos no fluxo de gás.
4.5 Detectores de gás
(1) Analisador de pureza de azoto (azoto padrão): modelo P860 4N, Changai; (2) Analisador de pureza de oxigénio (alta pureza): modelo GNL-9100, Changai;devolver o instrumento anualmente ao fabricante para inspecção e calibração das sondas de sensores;Se forem detectadas anomalias durante a operação de rotina, verifique as leituras e investigue a causa.
4.6 Tanques de armazenamento de gás
Como equipamento de armazenagem do produto, realizar uma auto-inspecção uma vez por mês e uma auto-avaliação uma vez por ano;Encomendar ao Gabinete de Supervisão Técnica a realização de ensaios não destrutivos uma vez a cada três anos.Após seis anos, quando a vida útil de projecto for atingida, determinar se o equipamento deve continuar a ser utilizado ou desactivado com base nos resultados da inspecção.
5 Conclusão
A manutenção e a manutenção são essenciais para assegurar o funcionamento normal dos geradores de azoto PSA.O funcionamento estável dos geradores de nitrogénio PSA proporciona as condições e garantias necessárias para as operações industriais da organização.A manutenção e a manutenção oportunas de todos os componentes do equipamento podem prevenir avarias, prolongar a vida útil do equipamento, reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência.

Traduzido com DeepL.com (versão gratuita)