Flujo de proceso y solución de problemas para la producción de nitrógeno con generadores de nitrógeno PSA en la industria del carbón.

Mar y Flotación y Hundimiento de Nitrógeno

El generador de nitrógeno utiliza tamices moleculares de carbono de alta calidad como adsorbentes y emplea el principio de adsorción por cambio de presión a temperatura ambiente para separar el aire y producir nitrógeno de alta pureza.

Típicamente, dos torres de adsorción están conectadas en paralelo, con las válvulas neumáticas de entrada controladas por un PLC para operar automáticamente, alternando entre adsorción presurizada y regeneración despresurizada para completar la separación nitrógeno-oxígeno y obtener el nitrógeno de alta pureza requerido.

(PSA) para la generación de nitrógeno: Las moléculas de carbono pueden adsorber simultáneamente oxígeno y nitrógeno del aire, y la cantidad de adsorción aumenta con el aumento de la presión. Además, los tamices moleculares de carbono adsorben oxígeno muy rápidamente, alcanzando más del 90% en aproximadamente 1 minuto; mientras que la cantidad de nitrógeno adsorbido es solo alrededor del 5% en este momento. Por lo tanto, la adsorción en este punto es principalmente oxígeno, y el resto es principalmente nitrógeno.

El flujo de trabajo del generador de nitrógeno se logra mediante un controlador lógico programable (PLC) que controla tres válvulas solenoides piloto de 2 posiciones y 5 vías, las cuales a su vez controlan la apertura y cierre de ocho válvulas neumáticas de tubería. Las tres válvulas solenoides piloto de 2 posiciones y 5 vías controlan los estados de succión izquierda, igualación y succión derecha, respectivamente. Las secuencias de tiempo para estos estados se almacenan en el PLC. En el estado de apagado, el gas piloto de las tres válvulas solenoides piloto de 2 posiciones y 5 vías está conectado a los puertos cerrados de las válvulas neumáticas de tubería. Cuando el proceso está en el estado de succión izquierda, la válvula solenoide que controla la succión izquierda se energiza, y el gas piloto conecta los puertos de apertura de la válvula de entrada de succión izquierda, la válvula del generador de gas de succión izquierda y la válvula de escape derecha, haciendo que estas tres válvulas se abran y completando el proceso de succión izquierda. Simultáneamente, ocurre la desorción en la torre de adsorción derecha. Cuando el proceso está en el estado de igualación, la válvula solenoide que controla la igualación se energiza, y las otras válvulas se cierran. El gas piloto conecta los puertos de apertura de las válvulas de igualación superior e inferior, haciendo que estas dos válvulas se abran y completando el proceso de igualación. Cuando el proceso está en el estado de succión derecha, la válvula solenoide que controla la succión derecha se energiza, y el gas piloto conecta los puertos de apertura de la válvula de entrada de succión derecha, la válvula del generador de gas de succión derecha y la válvula de escape izquierda, haciendo que estas tres válvulas se abran y completando el proceso de succión derecha. Simultáneamente, la torre de adsorción izquierda desorbe. En cada segmento del proceso, todas las válvulas excepto las que deben estar abiertas deben estar cerradas. Para asegurar que el oxígeno liberado del tamiz molecular debido a la reducción de presión sea completamente descargado a la atmósfera, se utiliza gas nitrógeno para purgar la torre de adsorción en desorción a través de una válvula de retrolavado normalmente abierta, expulsando el oxígeno de la torre. Este proceso se llama retrolavado, y ocurre simultáneamente con la desorción.

El flujo de trabajo de nuestro generador de nitrógeno es controlado por un controlador programable Siemens S7-200, que primero controla las válvulas solenoides, y luego las válvulas solenoides controlan la apertura y cierre de ocho válvulas neumáticas de tubería en las torres A y B respectivamente. La secuencia de tiempo de la válvula solenoide se almacena en el controlador programable. Durante los años de operación de nuestro generador de nitrógeno, los principales problemas han sido la baja presión de producción de gas y el alto contenido de oxígeno.

Las principales razones del bajo estrés son:

1. Si la presión del gas de entrada es baja, la presión de producción de gas natural también será insuficiente.
2. Alto consumo de gas en el sitio, producción de gas insuficiente, lo que naturalmente conduce a un aumento de la presión.
3. Filtros y válvulas obstruidos o defectuosos en la tubería de suministro de gas reducen el flujo de gas, lo que resulta en una producción de nitrógeno muy inferior al consumo de gas y, en consecuencia, una baja presión del sistema.
4. Una fuga en la tubería de gas causó una caída de presión.
5. Control de circuito de válvula anormal o atasco mecánico en el generador de nitrógeno.

La pureza de los generadores de nitrógeno generalmente se requiere que sea superior al 99.9%. Un alto contenido de oxígeno afectará la producción. Las principales razones son las siguientes, basadas en el principio de operación:

1. La presión original del aire comprimido era baja, lo que resultó en una adsorción por cambio de presión deficiente y una desoxigenación ineficaz.
2. las válvulas solenoides o válvulas neumáticas
3. que controlan las torres izquierda y derecha, como tiempos de apertura y cierre retardados o válvulas atascadas que se niegan a operar, causarán fugas de gas. Esto conducirá a un funcionamiento errático de las dos torres, una producción de nitrógeno deficiente y un alto contenido de oxígeno.
4. Controlar la cantidad de gas utilizado de manera apropiada. Usar más gas que el caudal recomendado también resultará en una producción de nitrógeno deficiente.
5. No reemplazar el tamiz molecular de carbono y el elemento filtrante durante un período prolongado también puede provocar un alto contenido de oxígeno.