Elektron, kimyoviy ishlov berish, issiqlik bilan ishlov berish, lazer bilan kesish va modifikatsiyalangan atmosfera qadoqlash kabi yuqori{0}} ishlab chiqarish tarmoqlarida yuqori tozalikdagi azot (99,999% dan ortiq yoki teng) almashtirib bo'lmaydigan texnologik vositaga aylandi. Suyuq azot ta'minoti bilan solishtirganda, barqaror ta'minot va nazorat qilinadigan operatsion xarajatlar tufayli-joylarda azot ishlab chiqarish asta-sekin asosiy yechimga aylandi. Azot generatori tizimi yuqori tozalikdagi azotni uzoq vaqt davomida doimiy ravishda ishlab chiqarishni qanday ta'minlash kerak, shu bilan birga oqilona energiya sarfi va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari muhandislar va ishlab chiqarish menejerlari uchun asosiy tashvishdir.
Shenger Gas uzoq vaqtdan beri sanoat gazni ajratish texnologiyalariga e'tibor qaratgan va bosimning o'zgaruvchan adsorbsiyasi (PSA) va membranani ajratish bo'yicha katta muhandislik tajribasini to'plagan. Ushbu maqola tizimli ravishda yuqori darajadagi azot ishlab chiqarishning muhandislik mantiqini uchta jihatdan ko'rib chiqadi: texnik printsiplar, tozalikka ta'sir qiluvchi omillar va tizimni optimallashtirishning asosiy yo'nalishlari.
Ikki asosiy azot ishlab chiqarish texnologiyasini taqqoslash
Hozirda sanoatda azot ishlab chiqarishda{0}}asosan PSA azot generatorlari va membrana azot generatorlaridan foydalaniladi, ular tozalik diapazoni va tegishli stsenariylarda sezilarli darajada farqlanadi.
PSA azot ishlab chiqarish kislorod va azot uchun uglerod molekulyar elaklarining selektiv adsorbsion xususiyatlaridan foydalanadi. Bosim ostida uglerod molekulyar elaklari kislorod, karbonat angidrid va suv bug'larini afzal ko'radi, azot esa to'g'ridan-to'g'ri{1}}adsorbsiyalanmagan komponent sifatida chiqariladi. To'yingandan so'ng, molekulyar elak tezda bosimni pasaytirish orqali qayta tiklanadi. Ikki minora o'rtasida o'zgaruvchan adsorbsiya va desorbsiya orqali uzluksiz azot ishlab chiqarishga erishiladi. PSA texnologiyasi 99,9% dan 99,9995% gacha bo'lgan tozalik oralig'ida azotni barqaror ravishda chiqarishi mumkin, bu uni kislorod miqdori qat'iy chegaralangan jarayonlar uchun ayniqsa mos qiladi.
Membran azot hosil bo'lishi turli gaz molekulalarining ichi bo'sh tolali membranalar orqali o'tish tezligidagi farqga tayanadi. Kislorod va suv bug'lari kabi tezroq o'tish tezligiga ega bo'lgan gazlar afzallik bilan membrana devoridan o'tadi va chiqariladi, sekinroq o'tkazuvchanlik darajasi bo'lgan azot esa boyitiladi. Ushbu texnologiya odatda tozaligi 97% dan 99,9% gacha bo'lgan azot ishlab chiqaradi. Uning afzalliklari oddiy tuzilish, harakatlanuvchi qismlarning yo'qligi va tez ishga tushirishni o'z ichiga oladi, bu esa tozalik talablari o'rtacha, lekin doimiy va barqaror gaz ta'minoti zarur bo'lgan stsenariylarga mos keladi.
Maqsadli tozalik 99,9% dan oshsa, PSA azot generatorlari deyarli yagona iqtisodiy jihatdan foydali-saytdagi azot ishlab chiqarish yechimidir.
Azotning tozaligiga ta'sir qiluvchi uchta asosiy muhandislik omili
Haqiqiy ishda, ko'pincha azot generatori tomonidan ishlab chiqarilgan haqiqiy azot tozaligi va dizayn qiymati o'rtasida og'ishlar sodir bo'ladi. Quyidagi uchta omil eng muhim hisoblanadi.
Uglerod molekulyar elakning ishlashining buzilishi asosiy sababdir. Siqilgan havodagi iz yog 'tumanlari, suyuq suv yoki qattiq zarrachalarga uzoq vaqt ta'sir qilgandan so'ng, molekulyar elakning mikroporlari asta-sekin bloklanadi yoki shikastlanadi, bu esa adsorbsiya qobiliyatini pasayishiga olib keladi. Bu, ayniqsa, oldindan tozalash tizimi etarli darajada sozlanmagan bo'lsa, molekulyar elakning yomonlashishini tezlashtiradigan va azot tozaligining doimiy pasayishi sifatida bevosita namoyon bo'lganida yaqqol namoyon bo'ladi.
Adsorbsion bosim va gaz ishlab chiqarish tezligi o'rtasidagi mos munosabat bir xil darajada muhimdir. PSA azot hosil bo'lishida adsorbsiya samaradorligi bosim bilan ijobiy bog'liqdir, lekin haddan tashqari yuqori bosim molekulyar elakning mexanik aşınmasını oshiradi, juda past bosim esa kislorodning yorilishiga olib keladi va azot tozaligining keskin pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, haddan tashqari tez gaz ishlab chiqarish havoning adsorbsion minorada turish vaqtini qisqartiradi, bu kislorodning to'liq adsorbsiyalanishidan oldin azot quvuriga kirishiga imkon beradi. Bosim va oqimning to'g'ri muvofiqligi barqaror tozalik uchun asosdir.
Valfni almashtirish vaqtining aniqligi ko'pincha e'tibordan chetda qoladi. PSA azot tizimlari to'liq adsorbsiya va regeneratsiya qilish uchun pnevmatik klapanlarni davriy almashtirishga tayanadi. Agar almashtirish vaqtini oʻzgartirish yoki klapan harakati kechiksa, bu minoralar oʻrtasida oʻzaro ifloslanish-boʻlishi yoki toʻliq regeneratsiyaga olib kelishi mumkin, bu esa kislorodning ifloslanishiga olib keladi. Yuqori toza azot ishlab chiqarish odatda millisekundlar tartibida vaqtni aniqligini talab qiladi.
Tizimni optimallashtirish uchun to'rtta amaliy yo'nalish
Yuqoridagi masalalarni hal qilish uchun tizimni optimallashtirish amaliy muhandislikda quyidagi to'rtta yo'nalishda amalga oshirilishi mumkin.
Birinchidan, siqilgan havoni oldindan tozalashni kuchaytiring. Azot generatoriga kiradigan siqilgan havo samarali yog'ni olib tashlash, muzlatgichda quritish va nozik filtrlashdan o'tishi kerak. Qoldiq yog 'miqdori 0,01 ppm dan past bo'lishini ta'minlash uchun{2}}yog'siz havo kompressoridan yoki hech bo'lmaganda katalitik oksidlovchi yog'ni olib tashlash moslamasidan foydalanish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, yog' va suv ta'sirida molekulyar elakning qaytarib bo'lmaydigan shikastlanishini tubdan bartaraf etish uchun shudring nuqtasi -40 darajadan past bo'lgan sovutgichli havo quritgich o'rnatilishi kerak.
Ikkinchidan, adsorbsion minora strukturasini va bosimni tenglashtirish jarayonini optimallashtirish. Adsorbsion minoraning nisbati va gaz taqsimlash strukturasini to'g'ri loyihalash oqimning noto'g'ri taqsimlanishini va o'lik zonalarni samarali ravishda kamaytiradi. Bundan tashqari, PSA jarayonida yuqori va pastki bosimni tenglashtirish bosqichlarini qo'shish o'tishdan oldin ikkita minora orasidagi bosim farqini muvozanatlashtiradi, gaz oqimining molekulyar elak to'shagiga ta'sirining buzilishini kamaytiradi va shu bilan azotni qayta tiklash va tozalik barqarorligini yaxshilaydi.
Uchinchidan, tozalikni nazorat qilish blokirovkasini tartibga solishni amalga oshiring. Onlayn kislorod analizatorini azot chiqadigan quvur liniyasiga o'rnating, shamollatish klapan va ishlab chiqarishni boshqarish klapanlari bilan o'zaro bog'langan. Aniqlangan kislorod miqdori belgilangan chegaradan oshib ketganda, tizim avtomatik ravishda -maxsus azotni chiqaradi va quyi oqim jarayonlariga nostandart gaz tushishining oldini olish uchun gaz ishlab chiqarish tezligini yoki adsorbsiya bosimini- nozik sozlaydi. Bu koʻrsatkich, ayniqsa, yuqori{5}}qoʻshilgan{6}}ishlab chiqarish liniyalari uchun muhim.
To'rtinchidan, davriy texnik xizmat ko'rsatish mezonlarini o'rnating. Molekulyar elakni almashtirish siklini bashorat qilish uchun ish soatlari va shudring nuqtasi ma'lumotlari bilan birgalikda molekulyar elakning adsorbsiya ko'rsatkichlarining susaytirish egri chizig'ini muntazam ravishda sinab ko'ring. Bundan tashqari, pnevmatik klapanlarning javob vaqtini tekshiring va kerak bo'lganda valf yadrolari yoki muhrlarini almashtiring. Ta'minot reaktiv tuzatish emas, balki ma'lumotlarga asoslangan profilaktik boshqaruv bo'lishi kerak.
Yuqori toza azot tizimlari uchun iqtisodiy mulohazalar
Ko'pgina foydalanuvchilar texnik ko'rsatkichlarga e'tibor berishadi, lekin ko'pincha tizimning umumiy hayot aylanishi narxini e'tiborsiz qoldiradilar. Yaxshi ishlab chiqilgan yuqori tozalikdagi azot generatori, garchi standart konfiguratsiyalarga qaraganda bir oz koʻproq boshlangʻich sarmoyaga ega boʻlsa-da, odatda molekulyar elakni almashtirish chastotasini kamaytirish, oʻziga xos azotni havoga chiqarish yoʻqotishlarini minimallashtirish va nosozliklar orasidagi oʻrtacha vaqtni uzaytirish orqali 12-18 oy ichida qoʻshimcha investitsiyalarni tiklaydi.
Shunisi e'tiborga loyiqki, tozalik etarli bo'lmagan yashirin xarajatlar ko'pincha uskunaning o'zi qiymatidan ancha yuqori. Elektron komponentlarni ishlab chiqarish liniyasida azot tozaligining o'zgarishi natijasida partiyani rad etish butunlay yangi azot generatori kabi qimmatga tushishi mumkin. Shu sababli, tizimni optimallashtirishni "variant" dan "zarurat" ga o'tkazish yuqori tozalikdagi azotli ilovalarda oqilona tanlovdir.
Barqaror yuqori toza azot chiqishi bitta uskunaning funktsiyasi emas, balki siqilgan havoni oldindan tozalash, molekulyar elakni tanlash, adsorbsion minora tuzilishi, nazorat qilish strategiyasi va texnik xizmat ko'rsatish tizimining qo'shma ta'siri natijasidir. Azot generatorining texnik ahamiyati uning 99,999% azot ishlab chiqarishi mumkinmi yoki yo'qligida emas, balki minglab soatlik uzluksiz ishlashdan keyin bu tozalik darajasini saqlab qola oladimi yoki yo'qmi.
