Требования к качеству сжатого воздуха для азотных установок PSA: фильтрация, точка росы и проектирование предварительной обработки

Сжатый воздух является сырьем каждой установки адсорбции азота.Качество сжатого воздуха напрямую определяет стабильность чистоты азота, срок службы CMS и эффективность установки.

Плохое качество воздуха вводит влагу, пары масла и загрязнение частицами в сосуды адсорбции.Поэтому проектирование предварительной обработки имеет решающее значение для производительности., не является факультативным.

Асорбция под давлением зависит от селективной адсорбции.

Загрязнители конкурируют за места адсорбции внутри CMS. Когда влага или масло занимают микропоры, эффективность адсорбции кислорода снижается.ранее прорыв кислорода, нестабильность цикла PSA и повышенная нагрузка компрессора.

Этот процесс называется насыщением сайта адсорбции. Когда загрязнение насыщает активные сайты, система теряет эффективность отделения.Изменное содержание влаги изменяет поведение адсорбции в течение каждого цикла, увеличение потребления энергии и сокращение восстановления азота.

Окружающий воздух содержит загрязнители. Сжатие увеличивает концентрацию загрязнителей. Системы азотного ПСА должны удалять эти загрязнители перед адсорбцией.

В окружающем воздухе содержится водяной пар. Сжатие повышает его частичное давление.Точка росы определяет температуру, при которой водяной пар конденсируется при заданном давленииВысокое содержание влаги заставляет молекулы воды проникать в микропоры CMS. Влага блокирует места адсорбции навсегда, уменьшает способность адсорбции кислорода и сокращает срок службы CMS.

Смазочные воздушные компрессоры выделяют в сжатый воздух аэрозоли масла и пары. Капли масла оседают на поверхности CMS. Масло образует тонкий слой над микропорами и снижает эффективность адсорбции.Загрязнение нефтью приводит к постепенному снижению чистоты и неравномерной нагрузке на кровать.

Частицы включают пыль из воздуха, частицы ржавчины из трубопроводов, весы из резервуаров и мусор для технического обслуживания.Медленная пыль может проникать в CMS-ложа и уменьшать однородность распределения потокаКаждый загрязнитель влияет на производительность CMS по-разному, но все они уменьшают долгосрочную стабильность.

Точка росы - это температура, при которой влага конденсируется при рабочем давлении.Типичное требование - температура росы при давлении −40°CСтандарт ISO 8573 классифицирует качество сжатого воздуха, включая содержание влаги.

Высокая точка росы приводит к снижению эффективности адсорбции кислорода, колебаниям чистоты азота, расширению зоны передачи массы и постепенной деградации CMS.Водоизлучение блокирует микропоры и уменьшает селективность между кислородом и азотомПосле того, как влага повредит CMS, регенерация не может восстановить полную мощность.

Эффективная предварительная обработка азота в воздухе ПСА использует поэтапную фильтрацию.

Фильтр частиц удаляет большие частицы, такие как пыль и ржавчина. Типичные значения варьируются от 1 до 5 микронов.

Фильтр слияния удаляет мелкие аэрозоли масла и жидкие капли. Он объединяет мелкие капли в более крупные для дренажа. Типичный рейтинг фильтрации достигает 0,01 микрон.

Фильтр активированного угля удаляет пары нефти и следы углеводородов.01 мг/м3Поэтапная фильтрация повышает надежность. Одноэтапные системы не могут достичь стабильной долгосрочной чистоты воздуха.

Воздушные сушилки уменьшают влажность до приемлемого уровня росы.

Сушилка с охлажденным воздухом
Сушилка с охлажденным воздухом охлаждает сжатый воздух и конденсирует влагу.Не обеспечивает надлежащую защиту CMS для систем высокой чистоты.
Сушилка воздуха с осушителем
Сушильная машина использует адсорбционные среды для удаления влаги.Производство азота высокой чистоты требует сушки с помощью осушителя для защиты CMS и поддержания стабильной чистоты. Холодильные сушилки потребляют меньше энергии, но обеспечивают ограниченную защиту от влаги. Сушилки с осушителем потребляют больше энергии, но обеспечивают надежную производительность для критических систем.
Классификация качества сжатого воздуха согласно ISO 8573
ISO 8573 определяет классы качества сжатого воздуха на основе твердых частиц, воды и масла.2.1 представляет собой класс частиц 1, класс воды 2 и класс масла 1. ПСА-азотные установки часто требуют высокой безмасляной классификации и низкого уровня влажности.Инженеры должны четко указать требуемый класс в документах о закупках.
Влияние плохой предварительной обработки на жизнь CMS
Плохая предварительная обработка приводит к постепенному загрязнению, которое накапливается с течением времени.увеличение частоты технического обслуживанияУщерб от загрязнения часто остается незамеченным до тех пор, пока снижение производительности не станет серьезным.На заводах, которые сосредоточены только на экономии первоначального капитала, затраты на жизненный цикл выше.
Проектирование надежной системы предварительной обработки воздуха для азотных установок PSA
Надежная система требует правильного размера компонентов и контроля. Инженерный контрольный список включает правильный выбор компрессора (желательно без масла для критических приложений),мощность сушилки, рассчитанная на максимальный поток и влажность окружающей среды, автоматические системы дренажа конденсата, избыточные сушилки для непрерывной работы, онлайн-мониторинг точки росы, дифференциальные приборы измерения давления между фильтрами и запланированная замена фильтра.Недостаточные сушилки вызывают нестабильность точки росыНебольшие фильтры приводят к падению давления и обходу загрязнения.
Связь между качеством воздуха и стабильностью чистоты азота
Связь между причиной и следствием прямая: плохое качество воздуха приводит к загрязнению CMS, что снижает селективность кислорода, вызывает ранний прорыв кислорода,и приводит к колебаниям чистоты азотаВ таких отраслях, как фармацевтическое производство, упаковка продуктов питания, электроника и химическая обработка, требуется стабильная чистота азота.несоблюдение нормативных требований, и увеличение эксплуатационных затрат.
Частые ошибки качества воздуха в установках на азот PSA
Частые ошибки установки включают пропуск фильтрации активированного угля, использование только холодильного сушилки для высокочистого азота, игнорирование мониторинга точки росы, задержка замены фильтра,Неправильный уклон трубопровода, вызывающий накопление конденсатаКаждая ошибка увеличивает риск загрязнения и сокращает срок службы системы.

Заключение
Качество сжатого воздуха определяет производительность PSA азотных установок. влага, пара масла и частицы конкурируют за места адсорбции внутри углеродного молекулярного сита. загрязнение уменьшает селективность,увеличивает нагрузку на компрессорПравильная предварительная обработка защищает CMS, стабилизирует чистоту азота и повышает энергоэффективность.Это основа надежной генерации азота.