Druckwechseladsorptions-Stickstoffgenerator

Wenn ein Industriestandort Stickstoff benötigt, besteht die typische Wahl zwischen der Lieferung von flüssigem Stickstoff oder der Erzeugung vor Ort-. Ein Stickstoffgenerator mit Druckwechseladsorption fällt in die letztere Kategorie. Es trennt Stickstoff aus Druckluft, indem es die unterschiedlichen Adsorptionsraten von Sauerstoff und Stickstoff auf Kohlenstoffmolekularsieben bei unterschiedlichen Druckniveaus nutzt.

Funktionsprinzip

Der Kern des Systems besteht aus zwei mit Kohlenstoff-Molekularsieb gefüllten Adsorptionstürmen. Der Prozess läuft wie folgt ab:

1. Adsorptionsphase: Druckluft tritt mit 0,6–0,8 MPa in einen Turm ein. Aufgrund der Porenstruktur des Molekularsiebs werden Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid bevorzugt adsorbiert. Stickstoff - mit einem etwas größeren Moleküldurchmesser - strömt durch das Bett und verlässt die Auslassleitung.

2. Regenerationsphase: Bevor der Turm die Sättigung erreicht, schaltet das System auf den zweiten Turm um. Der gesättigte Turm wird auf Atmosphärendruck entspannt, wodurch die adsorbierten Gase freigesetzt werden. Das Molekularsieb regeneriert seine Adsorptionsfähigkeit.

3. Zykluszeit: Die beiden Türme wechseln zwischen Adsorption und Regeneration, typischerweise alle 60 bis 120 Sekunden. Es finden keine chemischen Reaktionen statt. Es sind keine ständig rotierenden Teile beteiligt - die einzigen beweglichen Komponenten sind Steuerventile und die SPS.

Die tatsächliche Leistung eines Stickstoffgenerators mit Druckwechseladsorption hängt von drei Faktoren ab: der dynamischen Adsorptionskapazität des Molekularsiebs, der Reaktionszeit des Ventilwechsels und der Qualität der Vorbehandlung der Zuluft.

Leistungsgrenzen und -beschränkungen

Die unten aufgeführten Werte basieren auf tatsächlichen Betriebsdaten und nicht auf theoretischen Maxima.

Drei harte Einschränkungen:

1. Kompromiss zwischen Reinheit und Ausstoß: Eine Erhöhung der Reinheit von 99,5 % auf 99,999 % reduziert den Ausstoß um 40–60 % und verdoppelt den Energieverbrauch pro Nm³. Wählen Sie die Reinheit basierend auf den tatsächlichen Prozessanforderungen - ohne unnötigen Spielraum.

2. Anforderung an die Qualität der Zuluft: Ölgehalt kleiner oder gleich 0,01 mg/m³, Partikelgröße kleiner oder gleich 0,01 μm. Schlechte -Luftqualität führt dazu, dass die Molekularsiebkapazität innerhalb von 6–12 Monaten auf unter 60 % sinkt.

3. Temperaturempfindlichkeit: Unter 5 Grad sinkt die dynamische Adsorptionskapazität. Oberhalb von 45 Grad staut sich Adsorptionswärme, was zu Reinheitsschwankungen von bis zu ±0,5 % führt.

Technische Spezifikationen (Referenzeinheit: 100 Nm³/h bei 99,5 %)

Hinweis: Werte gemessen bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck. Der Korrekturfaktor für die Durchflussmenge beträgt etwa 0,9 pro 1.000 m Höhenunterschied.

Typische Anwendungen

Dieses Gerät ist nicht branchen-spezifisch. Es passt dort, wo folgende Bedingungen gelten:

1. Der monatliche Stickstoffverbrauch liegt unter 50.000 Nm³ und die Lieferkosten für flüssigen Stickstoff übersteigen die Abschreibung plus Energiekosten eines Generators vor Ort

2. Einstellbare Reinheitsanforderung - Der Standort benötigt zu verschiedenen Zeiträumen eine Reinheit von 95 %, 99,9 % und 99,99 %

3. Keine Dampf- oder Hochtemperatur-Wärmequelle vor Ort verfügbar (andernfalls ist möglicherweise eine Nicht--PSA-Trennmethode vorzuziehen)

4. Eine kontinuierliche Stickstoffversorgung ist erforderlich, wobei eine automatische Turmumschaltung akzeptabel ist

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, beträgt die Amortisationszeit für die -Vor-Ort-Generierung in der Regel zwischen 8 und 16 Monaten. Außerhalb dieses Bereichs wird PSA nicht empfohlen.

Zertifizierungen und Lieferung

Standards

Druckbehälter: GB/T 150 oder ASME Sec. VIII Div. 1. Sicherheit: CE (DGRL 2014/68/EU), ISO 12100. Qualität: ISO 9001; ISO 22000 optional für Lebensmittelqualität. Explosionsgefährdete Bereiche: ATEX Zone 2/22optional.

Leistungen

FAT-Bericht (72-Stunden-Dauerlaufdaten), P&ID und elektrischer Schaltplan, Ersatzteilliste mit Lieferanten und Modellnummern, Molekularsieb-COA.

Anpassung und Wartung

Anpassungsoptionen

Explosionsgeschützt (Ex de mb)

Marinequalität (Klassengesellschaft zertifiziert)

High-altitude (>2.000 m; inklusive korrigierter Fließkurve)

Niedriger Taupunkt (-70 Grad)

Auf einem Skid-montierter Containertyp

Wartung

Molekularsieb: 5–8 Jahre Lebensdauer; Die Verschlechterung hängt von der Qualität der Einlassluft ab. Es wird empfohlen, die Reinheit des Auslasses/Taupunkt alle zwei Jahre zu prüfen. Der Austausch basiert auf der Degradationskurve und nicht auf einem festen Zeitplan.

Ventildichtungen: Alle 3–4 Jahre prüfen.

SPS-Modul: Keine routinemäßige Wartung; Backup-Programm erforderlich.

Lieferzeit für Ersatzteile: Standardteile (Ventildichtungen, Filterelemente, SPS-Module) werden innerhalb von 48 Stunden vom inländischen Lager versandt.

Shenger Gas liefert PSA-Stickstoffgeneratoren von 5 Nm³/h bis 3.000 Nm³/h. Kein Anspruch auf lebenslange Wartungskosten-. Zu jeder Einheit gehört die gemessene Abbaukurve. Das Bedienfeld liefert 90-Tage-Rohdaten: Reinheit, Durchflussrate, Anzahl der Ventilzyklen. Alle aufgeführten Spezifikationen werden durch Testaufzeichnungen unter relevanten Betriebsbedingungen unterstützt.

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