Suzhou Gaopu Ultra pure gas technology Co.,Ltd
Suzhou GASPU Gas Technology Co., Ltd. también incluye:
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Principio de funcionamiento y flujo de proceso del generador de nitrógeno PSA
1Conocimientos básicos
1Conocimiento del gas
El nitrógeno, como el gas más abundante en el aire, es inagotable e inagotable. Es incoloro, inodoro, transparente, pertenece a la categoría de gases subinertos, y no sostiene la vida.El nitrógeno de alta pureza se utiliza a menudo como gas protector en lugares que aíslan el oxígeno o el aireEl contenido de nitrógeno (N2) en el aire es del 78,084% (la composición por volumen de varios gases en el aire es: N2: 78,084%, O2: 20,9476%, argón: 0,9364%, CO2: 0,0314%, otros gases incluyen H2, CH4, N2O, O3, SO2,NO2, etc., pero el contenido es muy pequeño), el peso molecular es de 28, punto de ebullición: -195,8 °C, punto de condensación: -210 °C.
2Conocimiento del estrés
El proceso de producción de nitrógeno mediante adsorción por oscilación de presión (PSA) implica adsorción por presión y desorción atmosférica, y debe utilizarse aire comprimido.La presión de adsorción óptima del tamiz molecular adsorbente-carbono actualmente utilizado es de 0El gas en todo el sistema de producción de nitrógeno está bajo presión y tiene energía de impacto.
2Principio de funcionamiento de la producción de nitrógeno PSA:
El generador de nitrógeno por adsorción por oscilación de presión CMS es un equipo automatizado que utiliza tamizos moleculares de carbono como adsorbentes,y utiliza los principios de adsorción por presión y desorción por reducción de presión para adsorber y liberar oxígeno del aireEl tamiz molecular de carbono es un adsorbente granular cilíndrico hecho principalmente de carbón, procesado mediante molienda, oxidación, moldeado, carbonización,y tecnología especial de procesamiento de porosSu superficie y su interior están llenos de microporos, y es de color negro.
Las características de distribución del tamaño de los poros de los tamizes moleculares de carbono les permiten lograr una separación dinámica de O2 y N2.Esta distribución del tamaño de los poros permite que diferentes gases se difundan en los microporos del tamiz molecular a diferentes velocidades sin repeler ningún gas en la mezcla (aire)El efecto de separación del tamiz molecular de carbono sobre el O2 y el N2 se basa en la ligera diferencia en el diámetro cinético de estos dos gases.Así que tienen una velocidad de difusión más rápida en los microporos del tamiz molecular de carbono, mientras que el diámetro cinético de las moléculas de N2 es mayor, por lo que la tasa de difusión es más lenta.mientras que la difusión del argón es más lentaEl gas enriquecido final de la torre de adsorción es una mezcla de N2 y Ar.
Las características de adsorción de los tamizes moleculares de carbono para O2 y N2 pueden representarse visualmente mediante curvas de adsorción de equilibrio y curvas de adsorción dinámica:
A partir de estas dos curvas de adsorción se puede ver que un aumento de la presión de adsorción puede aumentar simultáneamente la capacidad de adsorción de O2 y N2,con un mayor aumento de la capacidad de adsorción de O2El ciclo de adsorción de oscilación de presión es corto y la capacidad de adsorción de O2 y N2 está lejos de alcanzar el equilibrio (valor máximo).Así que la diferencia en la velocidad de difusión entre O2 y N2 hace que la capacidad de adsorción de O2 a exceder en gran medida la de N2 en un corto período de tiempo.
La producción de nitrógeno por adsorción por oscilación de presión utiliza las características de adsorción selectiva de los tamizes moleculares de carbono. 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, produciendo así gas nitrógeno de producto de alta pureza.
2, Flujo de proceso básico de producción de nitrógeno PSA:
Después de ser comprimido por un compresor de aire, el aire entra en el tanque de almacenamiento de aire mediante la eliminación del polvo, la eliminación del aceite y el secado.Luego pasa a través de la válvula de entrada de aire y la válvula de succión izquierda antes de entrar en la torre de adsorción izquierdaLa presión de la torre aumenta, y las moléculas de oxígeno en el aire comprimido son adsorbidas por tamizos moleculares de carbono.El nitrógeno no adsorbido pasa a través del lecho de adsorción y entra en el tanque de almacenamiento de nitrógeno a través de la válvula de succión izquierda y la válvula de producción de nitrógenoEste proceso se llama succión izquierda y dura varias decenas de segundos.la torre de adsorción izquierda y la torre de adsorción derecha están conectadas a través de válvulas de ecualización de presión superior e inferior para lograr el equilibrio de presión entre las dos torresEste proceso se llama ecualización de presión y dura de 2 a 3 segundos.el aire comprimido entra en la torre de adsorción derecha a través de la válvula de entrada de aire y la válvula de succión derechaLas moléculas de oxígeno en el aire comprimido son adsorbidas por el tamiz molecular de carbono.y el nitrógeno enriquecido entra en el depósito de almacenamiento de nitrógeno a través de la válvula de succión derecha y la válvula de producción de nitrógenoEste proceso se llama succión derecha y dura varias decenas de segundos.el oxígeno adsorbido por el tamiz molecular de carbono en la torre de adsorción izquierda se libera de nuevo en la atmósfera a través de la válvula de escape izquierdaPor el contrario, cuando la torre izquierda adsorbe, la torre derecha también desorbe simultáneamente.Con el fin de liberar completamente el oxígeno liberado por la despresurización del tamiz molecular en la atmósferaEl nitrógeno es expulsado de la torre de adsorción a través de una válvula de retroalimentación normalmente abierta para eliminar el oxígeno dentro de la torre.que se produce simultáneamente con la desorciónDespués de completar la succión derecha, ingrese al proceso de ecualización de presión, luego cambie al proceso de succión izquierda y continúe el ciclo.
El proceso de trabajo del generador de nitrógeno está controlado por un controlador programable para controlar tres válvulas de solenoides piloto de dos posiciones y cinco direcciones.y luego controlado por las válvulas de solenoide para abrir y cerrar ocho válvulas neumáticas de tuberías, respectivamenteLas tres válvulas de solenoide piloto de dos posiciones y cinco direcciones controlan la succión izquierda, la ecualización de presión y los estados de succión derecha, respectivamente.y la succión derecha se ha almacenado en el controlador programableEn el estado de apagado, el aire piloto de las tres válvulas de solenoides piloto de dos posiciones de cinco vías está conectado al puerto de cierre de la válvula de tubería neumática.Cuando el proceso está en el estado de succión izquierdo, se activa la válvula electrónica que controla la succión izquierda y el gas piloto se conecta a los puertos de apertura de la válvula de aire de succión izquierda, la válvula de aire de producción de succión izquierda,y válvula de escape derecha, de modo que estas tres válvulas se abren, completando el proceso de succión izquierda y desabsorbiendo simultáneamente desde la torre de adsorción derecha.la válvula de solenoide que controla la ecualización de presión está encendida, y otras válvulas están cerradas; conecte el gas piloto a los puertos de apertura de las válvulas de ecualización de presión superior e inferior, haciendo que se abran y completen el proceso de ecualización de presión.Cuando el proceso está en el estado de succión adecuado, se activa la válvula de solenoide que controla la succión derecha, y el gas piloto se conecta a los puertos de apertura de la válvula de succión derecha, la válvula de producción de succión derecha y la válvula de escape izquierda,haciendo que estas tres válvulas se abran y completen el proceso de succión derecho, mientras que la torre de adsorción izquierda desorbe.todas las demás válvulas deben estar cerradas.
3La producción de oxígeno por adsorción por oscilación de presión, con el adsorbente de tamiz molecular de zeolita como núcleo, selecciona para adsorber el gas nitrógeno a una presión más alta de acuerdo con el adsorbente.El oxígeno no adsorbido se acumula en la parte superior de la torre de adsorción y se emite como gas de productoCuando la torre de adsorción está cerca de la saturación de adsorción, el aire de entrada deja de entrar y en su lugar fluye a otra torre de adsorción que ha completado la regeneración para igualar la presión.seguido de alivio de la presión y regeneraciónLa torre de adsorción uniformemente presurizada introduce el aire crudo para la adsorción. Dos torres de adsorción se alternan y repiten de esta manera para completar el proceso de producción de oxígeno.
La producción de oxígeno por adsorción por oscilación a presión industrial puede utilizar procesos de adsorción por presión y desorción por presión atmosférica; proceso de desorción por vacío a presión ultra alta;Vacío de presión atmosférica penetrante