מפעל חנקן קטן

ייצור חנקן PSA משתמש באוויר כחומר גלם ובמסננת מולקולרית פחמן כסופח. הוא משתמש בעקרון של ספיחת תנודת לחץ כדי לגרום למסננת הפחמן המולקולרית המלאה במיקרונקבובית לספוג באופן סלקטיבי מולקולות גז, ומשיג טכנולוגיה חדשה לייצור חנקן עם 98.00% עד 99.99% חנקן.

מסננת מולקולרית פחמן מתקבלת על ידי טחינת פחם קשה, יצירה וסינטר לאחר סדרה של עיבוד. למסננת המולקולרית של פחמן פעיל יש אינספור חורים מיקרו-נקבים המפוזרים בגרגיריה. מסננת מולקולרית פחמן היא סופח להפרדה במהירות. מאחר שמולקולות החמצן בעלות קטרים ​​מולקולריים קטנים מתפזרות פי 10 מהר יותר ממולקולות החנקן בעלות קטרים ​​מולקולריים מעט גדולים יותר בתנועה, כאשר אוויר נכנס למצע המסננת המולקולרית הפחמן, החמצן בעל הקוטר המולקולרי הקטן נכנס למיקרו-נקביות הגביש המולקולרי של הפחמן. במהירות גבוהה יותר, והחמצן מועשר בשלב המוצק של מולקולות הפחמן, בעוד החנקן מועשר בשלב הגז, ובכך מפריד חמצן וחנקן מהאוויר. כמות החמצן בספיחת שיווי המשקל על ידי מסננת מולקולרית פחמנית עולה עם עליית לחץ הספיחה ויורדת עם ירידת הלחץ, מה שנקרא ספיחה בתנופת לחץ. במהלך הספיחה, יש לשלוט בלחץ האוויר בטווח לחץ מתאים כדי להשיג אפקט ספיחה טוב יותר. כאשר לחץ האוויר הנכנס למיטת המסננת המולקולרית הפחמן מופחת ללחץ אטמוספרי (0.1 MPa), משתחררות מולקולות החמצן הנספגות במיקרו-נקבוביות של המסננת המולקולרית הפחמנית, מה שנקרא ניתוח לחץ אטמוספרי.

(1) מדחס האוויר הוא בדרך כלל מדחס אוויר בורג, שהוא הציוד המרכזי של מערכת ייצור החנקן. מתן נפח גז מספיק ולחץ כניסה קבוע יחסית (0.70-0.80 MPa) של גז גולמי הוא תנאי הכרחי לפעולה רגילה של המערכת. לפיכך, תכולת הנפט, המים והאבק בגז הגולמי חייבת לעמוד בתקנות. אחרת, זה ישפיע על יעילות המסננת המולקולרית הפחמנית ויגרום להרעלת המסננת המולקולרית ולהיכשל.

(2) המייבש הקר הוא ציוד מרכזי להסרת מים ושמן בתהליך טיהור מקור האוויר. יש לפקח ולתחזק אותו בהתאם לדרישות השימוש על מנת להבטיח שתכולת המים והשמן של האוויר הדחוס לאחר ייבוש על ידי המייבש הקר עומדת בתקנים.

(3) מסננים בכל הרמות הם ציוד תומך הכרחי להשגת סילוק מים, שמן וחלקיקים מוצקים במהלך תהליך טיהור מקור האוויר, כך שאיכות מקור האוויר הנכנס למערכת הספיחה עומדת בתקנים. כאשר הציוד פועל כרגיל, יש לבדוק באופן קבוע את מצב העבודה של המנקז האוטומטי ואת ירידת הלחץ בשני הקצוות של כניסת המסנן והיציאה, ולהחליף את רכיבי המסנן באופן קבוע כדי להבטיח שהמסננים בכל הרמות פועלים כרגיל. .

(4) מערכת הפרדת ספיחה בתנופת לחץ היא הגוף העיקרי של מערכת ייצור החנקן. כאשר המערכת פועלת, מפעיל המפעל בודק האם הספיחה, לחץ ההשוואה, לחץ מקור הגז ולחץ תפוקת החנקן של מגדלי הספיחה A ו-B תקינים במהלך הבדיקה.

(5) מערכת הבקרה החשמלית היא מרכז הפיקוד של מערכת ייצור החנקן. במהלך ייצור רגיל, המערכת נמצאת במצב אוטומטי. המפעיל יכול לראות את מצב העבודה של כל תוכנית בציוד הריצה, ויכול לשאול את זמן הריצה של כל תוכנית לפי הצורך

לחברה יש בסך הכל 6 מחוללי חנקן לספיחת תנופת לחץ, עם יכולות ייצור של 600 m3/h ו-300 m3/h בהתאמה, וטוהר החנקן יכול להגיע ליותר מ-98%. לאחר שיפורים טכניים, כאשר לחץ החנקן הוא מעל 0.60 מגפ"ס, הטוהר יכול להגיע ליותר מ-99%, מה שעומד היטב בלחץ החנקן ובטוהר הנדרשים לייצור תקין, וכן בצריכת החנקן במהלך שיאי השיפוץ וההשבתה. בשל חיזוק התחזוקה והתחזוקה של מחולל החנקן והתפעול המדעי והסביר של הציוד, מחזור החלפת המסננת המולקולרית הממוצעת הוא 6 עד 7 שנים. עלות התפעול היא 0.45 יואן/מ"ק. בהשוואה לשיטת הקירור העמוק המסורתי, יש לה יתרונות של עלויות תפעול נמוכות, צריכת אנרגיה נמוכה, טביעת רגל של ציוד קטן, מקדם בטיחות תפעולי גבוה ורמה גבוהה של אוטומציה.

טכנולוגיית ייצור חנקן בספיחת תנודת לחץ היא עדיין שיטה טובה עבור מפעלים כימיים כלור-אלקליים לייצר חנקן. למרות שהוא בוגר יחסית, עדיין יש כמה בעיות. לדוגמה, שימוש לא נכון בפעולות ייצור עלול לגרום בקלות להרעלת מסננות מולקולריות במגדל הספיחה. בנוסף, נפות מולקולריות הן יקרות ולא ניתן לשלוט ביעילות על גודל הנקבוביות של נפות מולקולריות. לכן, כיווני המחקר העיקריים בעתיד הם:

(1) פיתוח סופחים חדשים. מחקר מעמיק על סופחים כגון נפות מולקולריות פחמן ומנפות מולקולריות זאוליט יבוצע כדי לשפר עוד יותר את ביצועי ההפרדה וחוזקם של סופחים;

(2) פיתוח טכנולוגיה משולבת לתהליכי הפרדה מרובים. כמה חברות מקומיות החלו לפתח טכנולוגיות הפרדה משולבות, כגון שיטת קרום סיבים חלולים אולטרה-דקים, ספיחה בתנופת לחץ, תהליך משולב בקור עמוק וכו'; (3) לשפר את רמת הבקרה, להתפתח לכיוון מערכת בקרה חכמה, ולבסוף לממש פעולה אוטומטית לחלוטין;

(4) לבצע מחקר תיאורטי בסיסי, ולעשות שימוש מלא בטכנולוגיית מחשב לביצוע מחקר תיאורטי בסיסי כגון מודל מתמטי של מיטת ספיחה וסימולציה ממוחשבת, וכן מחקר על חוקי העברת מסה והעברת חום בתהליך הספיחה והספיחה ;

(5) תוך הבטחת טוהר החנקן, הפחת את כמות הסופח, שפר את כושר הייצור של הציוד, הגדלת קצב התאוששות החנקן והפחתת צריכת האנרגיה.

תגיות פופולריות: מפעל חנקן קטן, יצרנים, ספקים של מפעלי חנקן קטנים בסין