وحدة النيتروجين لامتصاص الضغط المتأرجح

تقوم وحدة النيتروجين لامتصاص الضغط المتأرجح بفصل الأكسجين عن النيتروجين بناءً على الفرق في معدلات الامتزاز الحركي باستخدام المناخل الجزيئية الكربونية. تحت الضغط، تدخل جزيئات الأكسجين (القطر الحركي 0.346 نانومتر) بشكل تفضيلي في المسام الصغيرة للمنخل الجزيئي، بينما تظل جزيئات النيتروجين (القطر الحركي 0.364 نانومتر)، ذات معدل انتشار أبطأ، في الطور الغازي ويتم جمعها كغاز منتج. عند خفض الضغط إلى الضغط الجوي أو الضغط الجوي الفرعي-، يمتص الأكسجين الممتز ومكونات الشوائب الأخرى ويتم تفريغها، مما يؤدي إلى تجديد المنخل الجزيئي.

إرسال التحقيق

الدردشة الآن

مقدمة المنتج

يتناوب وعاءان ممتزازان بين دورات الامتزاز والامتزاز، مع تسلسل صمامات يتم تشغيلها بالهواء المضغوط مما يتيح إنتاج النيتروجين المستمر. يعمل النظام بالقرب من درجة الحرارة المحيطة (عادةً 5-45 درجة) دون تغيير الطور، ويتطلب ما يقرب من 10-30 دقيقة لبدء التشغيل-، دون الحاجة إلى فترة تبريد أو احتجاز بعد إيقاف التشغيل.

النطاق المرجعي للأداء

تعتمد بيانات الأداء على الظروف المرجعية: ضغط مدخل الهواء المضغوط 0.75-0.85 ميجا باسكال، ودرجة حرارة المدخل أقل من أو تساوي 40 درجة، ونقطة الندى الجوية أقل من أو تساوي -20 درجة.

نقاء المنتج (المجلد٪)	نطاق التدفق (Nm³/h)	نقطة الندى الجوية (درجة)	ضغط المخرج (MPaG)
99.9	10 – 3,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
99.5	20 – 5,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
99.0	30 – 6,000	-40 – -60	0.5 – 0.8
97.0	50 – 8,000	-40 – -60	0.5 – 0.8

يرتبط معدل التدفق والنقاء عكسيا. لكل زيادة بنسبة 0.5% في النقاء، ينخفض إنتاج الغاز الفعال لوعاء امتزاز معين بنسبة 8-12% تقريبًا. يعتمد ضغط المخرج على ضغط المدخل وانخفاض ضغط النظام، عادة ما يكون 0.05-0.1 ميجا باسكال تحت ضغط المدخل.

مرجع استهلاك الطاقة

نقاء المنتج	نسبة استهلاك الهواء (الهواء/N₂ المجلد/الحجم)	استهلاك الطاقة المحدد (كيلووات ساعة/نيوتن متر مكعب)
99.9%	7.5 – 8.5	0.26 – 0.36
99.5%	4.5 – 5.5	0.18 – 0.26
99.0%	3.8 – 4.5	0.15 – 0.21

تمثل قيم الطاقة إجمالي استهلاك طاقة النظام بما في ذلك ضاغط الهواء، والمجفف المبرد، ومنزلق توليد النيتروجين (تشغيل الصمام والأجهزة)، ويتم حسابه تحت -التشغيل المستمر بالحمل الكامل. لكل زيادة بمقدار 5 درجات في درجة حرارة الهواء الداخل، تنخفض قدرة تفريغ الضاغط بنسبة 2-3% تقريبًا، مع زيادة مقابلة في الاستهلاك الفعلي للطاقة.

المواصفات الفنية (نطاق التصميم القياسي)

معدل تدفق النيتروجين: 5 – 8000 نيوتن متر مكعب/ساعة (قطار واحد)؛ تكوين متوازي متعدد الوحدات - بدون حد أعلى
نطاق تعديل النقاء: 95% - 99.999% (المقابلة للأكسجين المتبقي 5% - 10 جزء في المليون)
ضغط التشغيل: 0.4 – 1.2 ميجا باسكال (مدخل الهواء المضغوط)
نطاق درجة الحرارة المحيطة: 5 درجة - 45 درجة؛ تتبع الحرارة والعزل المطلوب للمناطق أقل من 0 درجة
نظام التحكم: التحكم التسلسلي PLC (سلسلة Siemens S7-1200 / Mitsubishi FX)، شاشة لمس HMI مقاس 7 بوصة، اتصال MODBUS RTU/TCP
نوع الصمام: صمامات مقعد زاوية هوائية / صمامات فراشة؛ مدة الدورة 60-180 ثانية؛ عمر التصميم أكبر من أو يساوي 2 مليون دورة
المنخل الجزيئي: المناخل الجزيئية الكربونية المعدلة من الليثيوم- والكالسيوم-؛ عمر الخدمة التصميمي أكبر من أو يساوي 8 سنوات (تدهور قدرة الامتزاز أقل من أو يساوي 2%/سنة في الظروف العادية)
مستوى الضوضاء: أقل من أو يساوي 80 ديسيبل (أ) @ 1 م (بشكل أساسي من كواتم صوت عادم الصمام الهوائي)

الصناعات المطبقة وظروف التشغيل

المواد الكيميائية: تغطية النيتروجين في المفاعل، وخمول الخزان، وتطهير خطوط الأنابيب، وحماية المحفز
تعدين الفحم: حقن النيتروجين تحت الأرض للوقاية من الحرائق، والجوف الخامل
تصنيع الإلكترونيات: لحام بإعادة التدفق / جو وقائي لحام الموجة، منع أكسدة SMT
معالجة الأغذية: التعبئة والتغليف في الغلاف الجوي المعدل (MAP)، وتغطية خزانات الزيوت النباتية
المعالجة الحرارية للمعادن: التلدين اللامع، والنحاس، وجو تلبد مسحوق المعادن
البيئة: حقن النيتروجين في مدافن النفايات لإخماد الأكسجين، وتطهير نظام معالجة غاز المداخن

تختلف متطلبات الصناعات المختلفة فيما يتعلق بنقطة الندى، وترحيل رذاذ الزيت، ونظافة الجسيمات، والتي يجب معالجتها من خلال التكوين المناسب لنظام تنقية الواجهة الأمامية.

رموز التصميم ووثائق الامتثال

يمكن تنفيذ تصميم المعدات وتصنيعها وفقًا للمعايير التالية. يتم تحديد الرموز المطبقة بناءً على موقع المشروع ومتطلبات المستخدم:

تصميم أوعية الضغط: ASME القسم الثامن Div . 1 / GB 150 / PD 5500
اختبار الضغط: الهيدروستاتيكي عند ضغط تصميمي قدره 1.5×؛ اختبار التسرب الهوائي عند ضغط تصميمي 1.0×
الحماية من الانفجارات الكهربائية: ATEX / IECEx / GB 3836 (خيارات Ex d / Ex e)
جودة الغاز: ISO 8573-1 (الجزيئات الصلبة / الماء / الزيت، ثلاث معلمات)
امتثال التصدير: ختم كود CE/PED، GOST، ASME (يخضع للتأكيد)

شروط حدود تكامل النظام

تتطلب وحدة النيتروجين لامتصاص الضغط المتأرجح، باعتبارها القسم الأساسي في نظام توليد النيتروجين، مواصفات جودة الهواء الأمامية- التالية للتشغيل العادي:

محتوى زيت الهواء المضغوط: أقل من أو يساوي 0.01 ملجم/م3 (الفئة 1)
الجسيمات الصلبة: أقل من أو يساوي 0.01 ميكرومتر، التركيز أقل من أو يساوي 0.1 مجم/م3 (الفئة 1)
درجة حرارة المدخل: أقل من أو يساوي 40 درجة (عند مخرج المجفف المبرد)
تقلب الضغط: نقطة الضبط ± 0.03 ميجا باسكال

قد يؤدي الفشل في تلبية شروط المعالجة المسبقة المذكورة أعلاه إلى فقدان قدرة الامتصاص بشكل لا رجعة فيه بسبب تلوث الهباء الجوي بالزيت، أو سحق الجسيمات من دخول الماء السائل، مما يؤثر لاحقًا على نقاء المنتج واستقرار التدفق.

اعتبارات الحجم

النقاء ومعدل التدفق والضغط مترابطة. يجب أن يعتمد التحجيم على الشروط الحدودية "الحد الأدنى المطلوب للنقاء + الحد الأقصى للتدفق الفوري"، بدلاً من القيم المتوسطة. بالنسبة للتطبيقات النهائية مع تقلبات الطلب الدورية، يوصى باستخدام خزان عازل للنيتروجين (عادةً 0.5-2 أضعاف سعة التدفق الدقيقة) لمنع انحراف النقاء الناتج عن الحمل المتكرر العابر على الممتزات.

إذا كان نظام توزيع الهواء المضغوط موجودًا، فيجب التحقق من سعة الهواء المتبقية وفقًا لمتطلبات استهلاك الهواء PSA. إذا لم يتم توفيره، فيجب دمج اختيار ضاغط الهواء في خطة النظام الشاملة.

تكوين المعدات

التكوين القياسي عبارة عن مجموعة مثبتة على منزلقة- مع أوعية امتصاص وخزان عازل ومشعب صمام وخزانة تحكم كهربائية مدمجة في إطار قاعدة فولاذي واحد للنقل وتركيب الموقع. بالنسبة للمشاريع ذات التدفق العالي- أو ذات المساحة-المحدودة، يمكن اعتماد ترتيب منفصل (يتم تركيب أوعية الامتزاز والخزان العازل بشكل منفصل) أو تكوين متوازي ثنائي الصف- لتقليل ارتفاع الوعاء الفردي.

يمكن تجهيز وحدة النيتروجين لامتصاص الضغط المتأرجح بمحلل نقاء النيتروجين عبر الإنترنت (نوع ممغنطيسي أو زركونيا) وجهاز إرسال نقطة الندى للمراقبة المستمرة لجودة غاز المنتج، مع التحكم في التعشيق لدورة الصمام أو إطلاق إنذار النقاء.

توفر شركة Shenger Gas Equipment وثائق هندسية تعتمد على سجلات مسار المشروع المثبتة والتي تغطي كامل نطاق التدفق والنقاء. تدعم أدوات المحاكاة الداخلية والإجراءات الخوارزمية-تكوينات التصميم غير القياسية. يخضع كل نظام للاختبار التشغيلي المستمر قبل الشحن، مع الاحتفاظ بسجلات الفحص الكاملة. بالنسبة لظروف الموقع المحددة، يمكن توفير أوراق البيانات الفنية وتقديرات استهلاك الطاقة ورسومات P&ID عند توفير معلمات خط الأساس للمشروع.