عملية العمل والمعرفة الأساسية لمولد النيتروجين PSA مبسطة

مبدأ العمل وتدفق العملية لمولد النيتروجين PSA

1المعرفة الأساسية

1معرفة الغاز

النيتروجين، باعتباره الغاز الأكثر وفرة في الهواء، لا ينضب ولا ينفد. إنه بلا لون، بلا رائحة، شفاف، ينتمي إلى فئة الغازات الخاضعة للجفاف، ولا يدعم الحياة.غالبا ما يستخدم النيتروجين عالي النقاء كغاز وقائي في الأماكن التي تعزل الأكسجين أو الهواءمحتوى النيتروجين (N2) في الهواء هو 78.084% (تكوين حجم الغازات المختلفة في الهواء هو: N2: 78.084٪، O2: 20.9476٪، الأرجون: 0.9364٪، CO2: 0.0314٪، الغازات الأخرى تشمل H2، CH4، N2O، O3، SO2,NO2 ، وما إلى ذلك ، ولكن المحتوى صغير جدا) ، ووزن الجزيئات هو 28 ، نقطة الغليان: -195.8 درجة مئوية ، نقطة التكثيف: -210 درجة مئوية.

2معرفة الإجهاد

تتضمن عملية إنتاج النيتروجين بواسطة امتصاص التذبذب الضغطي (PSA) امتصاص الضغط والإزالة الجوية، ويجب استخدام الهواء المضغوط.ضغط الامتصاص المثالي للمجرفة الجزيئية المستخدمة حاليًا هو 0.75~0.9 MPa. الغاز في نظام إنتاج النيتروجين بأكمله تحت الضغط وله طاقة تأثير.

2مبدأ عمل إنتاج النيتروجين PSA:

مولد النيتروجين المضغوط المتحرك للضغط CMS هو معدات آلية تستخدم جرافات الكربون الجزيئية كممتصاتويستخدم مبادئ امتصاص الضغط والانخفاض في الضغط للاستيعاب وإطلاق الأكسجين من الهواء، وبالتالي فصل غاز النيتروجين. جرب الكربون الجزيئي هو مادة مسامية حبيبية أسطوانية مصنوعة أساسا من الفحم، معالجة من خلال طحن، الأكسدة، تشكيل، الكربون،وتكنولوجيا معالجة المسام الخاصةسطحها وداخلها مليئة بالميكروبورات، وهي سوداء اللون. يتم عرض توزيع المسام في الشكل التالي:

تسمح خصائص توزيع حجم المسام بتمرير المسام الجزيئية للكربون بتحقيق فصل ديناميكي لـ O2 و N2.يسمح هذا التوزيع بحجم المسام الغازات المختلفة بالانتشار إلى المسام الدقيقة للجرب الجزيئي بمعدلات مختلفة دون صد أي غاز في الخليط (الهواء)يستند تأثير الفصل لجزيئات الكربون على O2 و N2 إلى الفرق الطفيف في القطر الحركي لهذه الغازين. قطر حركي جزيئات O2 أصغر،لذلك لديهم معدل انتشار أسرع في المسامير الدقيقة من جرب الكربون الجزيئي، في حين أن القطر الحركي لجزيئات N2 أكبر ، وبالتالي فإن معدل الانتشار أبطأ. الانتشار للماء و CO2 في الهواء المضغوط لا يختلف كثيرا عن الأكسجين ،بينما انتشار الأرجون أبطأالغاز المخصب النهائي من برج الامتصاص هو خليط من N2 و Ar.

يمكن تمثيل خصائص الامتصاص من المسامير الجزيئية للكربون لـ O2 و N2 بصريًا بواسطة منحنيات الامتصاص المتوازنة و منحنيات الامتصاص الديناميكية:

من هذه منحنيات الامتصاص اثنين يمكن أن نرى أن زيادة في ضغط الامتصاص يمكن أن تزيد في وقت واحد من قدرة الامتصاص من O2 و N2،مع زيادة أكبر في قدرة امتصاص O2دورة امتصاص تذبذبات الضغط قصيرة، وقدرة امتصاص O2 و N2 بعيدة عن الوصول إلى التوازن (القيمة القصوى) ،لذا فإن الفرق في معدل الانتشار بين O2 و N2 يسبب قدرة امتصاص O2 ليتجاوز بكثير من N2 في فترة قصيرة من الزمن.

تصنيع النيتروجين من خلال امتصاص التأرجح الضغط يستغل خصائص الامتصاص الانتقائي لمجردات الكربون الجزيئية. using a cycle of pressurized adsorption and depressurized desorption to alternately introduce compressed air into the adsorption tower (which can also be completed in a single tower) to achieve air separation، وبالتالي تنتج باستمرار غاز النيتروجين منتج عالية النقاء.

2، تدفق العملية الأساسية لإنتاج النيتروجين PSA:

بعد ضغطها بواسطة ضاغط الهواء، تدخل الهواء إلى خزان تخزين الهواء من خلال إزالة الغبار وإزالة الزيت وتجفيفه.ثم يمر من خلال صمام مدخل الهواء وصمام امتصاص اليسار قبل دخول برج الامتصاص الأيسريزداد ضغط البرج، ويتم امتصاص جزيئات الأكسجين في الهواء المضغوط بواسطة جرافات الكربون الجزيئي.النيتروجين غير الممتص يمر من خلال سرير الامتصاص ويدخل خزان تخزين النيتروجين من خلال صمام الاستنشاق الأيسر وصمام إنتاج النيتروجينهذه العملية تسمى امتصاص اليسار وتستمر لعدة عشرات من الثواني. بعد الانتهاء من عملية امتصاص اليسار،يتم توصيل برج الامتصاص الأيسر وبرج الامتصاص الأيمن من خلال صمامات معادلة الضغط العليا والسفلية لتحقيق توازن الضغط بين البرجينهذه العملية تسمى معادلة الضغط وتستمر لمدة 2-3 ثواني بعد الانتهاء من معادلة الضغطالهواء المضغوط يدخل إلى برج الامتصاص الأيمن من خلال صمام مدخل الهواء وصمام الاستنشاق الأيمنجزيئات الأكسجين في الهواء المضغوط يتم امتصاصها بواسطة جرس الكربون الجزيئيويدخل النيتروجين المخصب إلى خزان تخزين النيتروجين من خلال صمام الاستنشاق الأيمن وصمام إنتاج النيتروجينهذه العملية تسمى امتصاص اليمين وتستمر لعدة عشرات من الثواني. في نفس الوقت،يتم إطلاق الأكسجين الممتص من قبل مجرفة الكربون الجزيئية في برج الامتصاص الأيسر مرة أخرى في الغلاف الجوي من خلال صمام العادم الأيسرعلى العكس من ذلك، عندما يمتص البرج الأيسر، يمتص البرج الأيمن أيضًا في نفس الوقت.من أجل الإفراج الكامل عن الأوكسجين الذي يتم إطلاقه من الضغط على المصفاة الجزيئية في الغلاف الجوي، يتم نفخ النيتروجين من برج الامتصاص من خلال صمام رد فعل مفتوح عادة لإزالة الأكسجين داخل البرج. تسمى هذه العملية رد فعل.الذي يحدث في وقت واحد مع إزالة الامتصاصبعد الانتهاء من الشفط الأيمن ، أدخل عملية موازنة الضغط ، ثم تحول إلى عملية الشفط اليسرى واستمر في الدورة.

يتم التحكم في عملية عمل مولد النيتروجين بواسطة جهاز تحكم قابل للبرمجة للتحكم في ثلاثة صمامات الكهربائية الاختبارية ذات المواقع الخمسة.ثم يتم التحكم بها بواسطة صمامات الكهربائية لفتح وإغلاق ثمانية صمامات أنابيب هوائية على التوالي. ثلاثة موقف اثنين خمسة طرق صمامات الجهاز الكهربائي الطيار التحكم في امتصاص اليسار، وموازنة الضغط، وحالات امتصاص اليمين على التوالي.وقد تم تخزين امتصاص الحق في جهاز التحكم قابل للبرمجةفي حالة إيقاف التشغيل ، يتم توصيل الهواء التجريبي لثلاث صمامات الجهاز الكهربائي التجريبي في الموقف الخامس إلى منفذ إغلاق صمام الأنابيب الهوائية.عندما تكون العملية في حالة امتصاص اليسرى، يتم تشغيل صمام الكهربائية التحكم في الشفافية اليسرى، ويتم توصيل الغاز التجريبي إلى منافذ فتح صمام الهواء الشفافية اليسرى، صمام الهواء الشفافية اليسرى،وصمام العادم الأيمن، بحيث تفتح هذه الصمامات الثلاثة ، وإكمال عملية الشفافية اليسرى و في نفس الوقت استنزاف من برج الشفافية اليمنى. عندما تكون العملية في حالة معادلة الضغط،يتم تشغيل صمام الجهاز الكهربائي الذي يتحكم في موازنة الضغط، والصمامات الأخرى مغلقة؛ قم بتوصيل الغاز التجريبي بمنافذ فتح صمامات معادلة الضغط العليا والسفلية ، مما يجعلها تفتح وتكمل عملية معادلة الضغط.عندما تكون العملية في حالة امتصاص مناسبة، يتم تشغيل صمام الجهاز الكهربائي الذي يتحكم في امتصاص اليمين، ويتم توصيل الغاز التجريبي إلى منافذ فتح صمام امتصاص اليمين، صمام إنتاج امتصاص اليمين، وصمام العادم الأيسر,مما يسبب هذه الصمامات الثلاثة لفتح وإكمال عملية امتصاص اليمين، في حين أن برج الامتصاص اليسرى desorbs. في كل عملية، باستثناء الصمام الذي يجب أن تفتح،يجب أن تكون جميع الصمامات الأخرى مغلقة.

3، تصنيع الأكسجين من خلال امتصاص الموجات الضغطية، مع امتصاص المنجل الجزيئي من الزيوليت كقلب، يختار امتصاص غاز النيتروجين عند ضغط أعلى وفقًا للمجفف.يتراكم الأكسجين غير الممتص في الجزء العلوي من برج الامتصاص ويخرج كغاز منتجعندما يكون برج الامتصاص قريبًا من تشبع الامتصاص ، يتوقف هواء التغذية عن الدخول وبدلاً من ذلك يتدفق إلى برج امتصاص آخر أنهى التجدد لتساوي الضغط ،تليها تخفيف الضغط وتجديد. يقدم برج الامتصاص المضغوط بالتساوي الهواء الخام للاستيعاب. يختلف برجين للاستيعاب ويتكرران بهذه الطريقة لإكمال عملية إنتاج الأكسجين.

إنتاج الأكسجين بواسطة امتصاص الموجات الضغطية الصناعية يمكن أن يستخدم عمليات امتصاص الضغط و عمليات إزالة الضغط الجوي.الفراغ الذي يخترق الضغط الجوي