ПРИНЦИП РАБОТЫ PSA (Pressure Swing Adsorption – адсорбция при колебаниях давления) ГЕНЕРАТОРА АЗОТА

ПРИНЦИП РАБОТЫ PSA (Pressure Swing Adsorption – адсорбция при колебаниях давления) ГЕНЕРАТОРА АЗОТА
ПРИНЦИП РАБОТЫ PSA (Pressure Swing Adsorption – адсорбция при колебаниях давления) ГЕНЕРАТОРА АЗОТА  с технологией корткоцикловой безнагревной адсорбции.

Адсорбция – это процесс поглощения = концентрирование молекул газов или паров  на поверхности и в объеме пор твердого тела.

Адсорбенты – промышленные адсорбенты  – твердые тела, способные поглотить большое количество газов за счет развитой внутренней поверхности пор.

Аппараты, в которых осуществляются адсорбционные процессы называются адсорберами или адсорбционными колоннами.

Сочетание адсорбции  с  десорбцией позволяет многократно применять адсорбент и   использовать его  в промышленности для извлечения ценных компонентов из газовых смесей.

Регенерация адсорбентов  может происходить как нагревом, так и без нагрева.

Среди нескольких типов адсорбционных установок по производству азота из воздуха  наибольшее распространение в мире получили установки короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA-установки).

PSA установки характеризуются малыми (секунды-минуты)   временами для стадий адсорбции-десорбции   и процесс десорбции происходит без подвода тепла от внешних источников.

Эффективность процесса разделения на установках PSA , кроме малых времен, разных давлений адсорбции и десорбции, обеспечивает противоточная продувка слоя адсорбента некоторой частью продуктового газа, который направляют на регенерацию.

В PSA установках для получения  азота из воздуха  используют адсорбенты в виде гранул размером 0,5 ÷ 5мм.  с множеством пор очень малого диаметра, а именно:

– синтетические углеродные молекулярные сита –  для обогащения по азоту из воздуха ( остаточное содержание кислорода  5-0.001%) ;

– активная окись алюминия ( или силикагель ) – для осушки воздуха.

(размер молекул  кислорода и азота  соответственно равны 0.34 и 0.39 нм.)

В PSA установках стадия адсорбции, при которой происходит разделение воздуха, проходит при более высоком давлении (6-10 атм.), чем стадия регенерации (десорбция) адсорбента (0.5-1атм.).

Температура же процесса на обеих стадиях равна температуре окружающей среды (5-40С).

Классическая функциональная схема технологического процесса   газоразделения на КЦА представлена на рис.1.

Весь газоразделительный адсорбционный  комплекс включает следующее оборудование:

1. Источник сжатого воздуха – воздушный компрессор.

2. Блок подготовки воздуха (БПВ):

– осушитель рефрижераторного типа;

– система фильтрации;

– воздушный ресивер.

3. Адсорбционный  PSA генератор

4. Ресиверы:

– сжатого воздуха;

– ресивер азота.

5. Дополнительное оборудование (опционально):

– дожимной (бустер) компрессор)

 – рампа для наполнения баллонов

Сжатый компрессором  атмосферный воздух поступает в блок подготовки воздуха БПВ, в котором происходит его охлаждение, очистка  пыли и удаление сконденсированной влаги и паров масла и  осушка.

Из БПВ сжатый воздух поступает на вход одного адсорбера . При прохождении воздуха через слои адсорбента   одни газы   селективно с  легкостью им поглощается, а другие проскакивают в верхние слои  колонны  и поступают в ресивер.

В то время как одна колонна работает, другая колонна находится в режиме регенерации, для чего используется часть произведенного продуктового газа.

На стадии регенерации поглощённый компонент выделяется из адсорбента и отводится через глушитель  в атмосферу – процесс повторяется многократно.

  • Цикл процесса состоит не менее чем из двух стадий с временем цикла от 5..30 сек. до 3..5 минут.
  • колебания давления в обоих адсорберах течение циклов происходят с амплитудой с  3 – 10 атм.

Сорбенты используемые в PSA установках для разделения воздуха  полностью регенеративны и  при строгом соблюдении требований предъявляемых к качеству, подаваемого сжатого воздуха в PSA генератор, и своевременном проведении ТО срок службы молекулярного сита в генераторах азота составит от 5 до 10 лет.

Установки  PSA полностью автоматизированы – для управления PSA генератором и контроля используется контроллер с ЖК дисплеем, что позволяет получать чистые газы на месте их непосредственного потребления.

Отставить отзыв

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *