Adsorpsiyonla ucuz nitrojen üretimi? 

“Ucuz nitrojen” deyince aklınıza hemen PSA geliyor. Ancak ucuz esnek bir kavramdır. Birçok müşteri ucuz bir kurulum istiyor ve yıllarca elektrik ve onarım masraflarını ödüyor. Veya tam tersi - "sofistike" bir şey için fazla para ödüyorlar. tüm fonksiyonlarına ihtiyaç duymayan bir sistem. Gerçek tasarrufun nerede olduğunu ve nerede sadece pazarlama olduğunu bulalım.

Adsorpsiyon ve Kriyojenik: yalnızca kilogram başına fiyat değil

Bu teknolojileri yalnızca çıkıştaki gazın maliyetine göre karşılaştırmak bir hatadır. Kriyojenik bir bitki kolaylıkla %99.999 saflık verir, fakat onun ?iştahı? kilowatt çok büyük ve sık sık durmayı sevmiyor. Adsorpsiyon ünitesi, aynı PSA, daha esnek. Yarım saat içinde başlatılabilir, bir gecede durdurulabilir ve yük dalgalanmalarını affeder. Ancak asıl düşmanı gelen havadaki nem ve yağdır. Ucuz bir filtre taktım - işte bu, karbon moleküler elekler "parçalanmaya" mı başlıyor? on yerine bir yılda. Tasarım aşamasında tasarruf, adsorbanın değiştirilmesiyle sonuçlanır ve bu da yeni kurulumun yarı fiyatına mal olur.

İşte gerçek bir durum: Bir gıda fabrikasında "en ucuz" olanı sipariş ettiler. PSA-nitrojen istasyonu. Paketleme için saflığın %99,5 olması gerekiyordu. 8 ay sonra verimlilik %30 düştü. Kompresörün düzgün şekilde kurutulmadığı ve eleklerin "ıslak" olduğu ortaya çıktı. İlave bir soğutmalı kurutucu kurmak ve yükün bir kısmını değiştirmek zorunda kaldık. Sistemin nihai maliyeti orijinaline göre %40 oranında arttı. Ucuz üretim mi? Soru retoriktir.

Bu nedenle, maliyetten bahsederken tüm yaşam döngüsünü dikkate almanız gerekir: sermaye maliyetleri (CAPEX), enerji tüketimi, bakım, adsorban ömrü. Bazen %20-30 daha pahalı olan ancak daha verimli valflere ve temizleme döngülerini optimize eden bir kontrol sistemine sahip olan bir üniteyi almak daha karlı olabilir. Rejenerasyon için hava tasarrufu, enerji maliyetlerinde %15'e kadar azalma sağlayabilir. Bu yaklaşıkucuz nitrojen üretimi.

Anahtar bileşen: elekler değil, vanalar ve kontroller

Herkes moleküler eleklerden (CMS) bahsediyor. Evet bunlar önemli; kapasiteleri ve seçicilikleri adsorberlerin boyutlarını belirler. Ancak PSA'nın kalbi pnömatik valfler ve kontrol programıdır. 2-3 milyon anahtarlama ömrüne sahip ucuz vanaların bulunduğu kurulumlar gördüm. 60 saniyelik bir döngü ile birkaç yıllık yoğun kullanımdan sonra arızalanırlar. Değiştirme, üretimin durdurulması anlamına gelir. Seramik yuvalı pahalı valfler birçok kez daha uzun süre dayanır. Veya işte kontrolör: eğer sadece "önemliyse?" Sabit çevrim süresine sahip olması ve basınca, sıcaklığa ve gerekli temizliğe uyum sağlamaması durumunda tesisat sürekli olarak fazla hava ve enerji tüketir.

Ortaklarımızdan biri, bir tasarım enstitüsüChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(kendi web siteleriyzkjhx.ru), ilginç bir yaklaşımdı. Sadece tesisleri satmakla kalmadılar, öncelikle tesisin ihtiyaçlarının detaylı bir denetimini yaptılar. Saatte gerçekte ne kadar nitrojene ihtiyaç duyulur, gün içinde tüketim nasıl değişir, şebekedeki basınç nedir? Çoğu zaman, bir büyük istasyonu değil, kademeli olarak çalışan iki küçük istasyonu kurmanın mümkün olduğu ortaya çıktı, bu da kısmi yük modunda önemli tasarruflar sağladı. Bu sadece donanım satmak değil, mühendisliktir.

Bu nedenle size “ucuz PSA” teklif edildiğinde hemen şunu sorun: Hangi vanalar, kontrolörü kim yapıyor, hangi kontrol mantığı? Cevaplar belirsizse, bu dikkatli olmak için bir nedendir.

Temizlik ana maliyet parametresidir

Bağımlılık basittir: saflık ne kadar yüksek olursa, her metreküpün üretimi o kadar pahalı olur. %99 saflık elde etmek için belirli koşullar gereklidir (basınç, döngü süresi, adsorpsiyon/rejenerasyon oranı) ve %99,9 için farklı, daha az etkili koşullar gerekir. %99,99'dan sonra maliyet eğrisi neredeyse dikey olarak yükselir. Pek çok teknoloji uzmanı, %99,5 nitrojeni basitçe "sürür" ve gerekli koşullara seyreltilir; bu, genellikle adsorberden %99,9'u hemen elde etmeye çalışmaktan daha ekonomiktir.

Kimya tesisi inertleştirme için %99,999 nitrojene ihtiyaç duyuyordu. İlk başta bunu yalnızca yüksek oranda saflaştırılmış PSA ile başarmaya çalıştılar. İşe yaradı ama enerji tüketimi fahişti. Daha sonra hibrit bir şema kullandılar: %99,9'a kadar ilk aşama PSA ve ardından katalitik bir deoksidatör kullanılarak ilave saflaştırma. Toplam maliyetler %25 azaldı. Bu “ucuzluk nedir?” sorusuyla ilgilidir. genellikle tek bir sihirli kurulumdan ziyade teknolojilerin optimal bir kombinasyonudur.

Önemli bir nokta: Pasaport temizliği ile gerçek temizlik iki büyük farktır. Kurulum, adsorberin çıkışında% 99,5 üretim yapabilir, ancak boru hatları eskiyse ve sızıntılar varsa, tüketim noktasında zaten% 98 olacaktır. Bu çoğu zaman unutulur. Analizörün istasyon çıkışına değil, kritik cihazın hemen önüne yerleştirilmesi gerekmektedir. Bu aynı zamanda paradır.

Enerji: rezervler nerede aranır

Ana maliyet kalemi basınçlı havadır. Bu nedenle en doğrudan yolucuz nitrojen— frekans sürücülü ve iyi bir hava hazırlama sistemine (filtreler, kurutucular) sahip verimli bir vidalı kompresör. Genellikle nem alma cihazından tasarruf ederler ve ucuz bir soğutma cihazı kurarlar. +3°C'lik bir çiğlenme noktası sağlar ve CMS'nin uzun ömrü için en az -20°C'ye veya daha iyisi -40°C'ye ihtiyacı vardır. Sonuç olarak kompresör boşta çalışır ve ucuz bir nem alma cihazının gideremediği fazla nemi sıkıştırıp kurutur. Elekler nemlenir, kolonlardaki basınç artar, döngü kısalır - bir kısır döngü ve aşırı enerji tüketimi.

Başka bir rezerv ise sıcaklıktır. Adsorpsiyon süreci ekzotermiktir ve desorpsiyon endotermiktir. Büyük kurulumlarda bu ısı, rejenerasyon akışının ısıtılmasıyla veya tam tersine adsorberin soğutulmasıyla kontrol edilebilir. Ancak küçük ve orta ölçekli kurulumlarda nadiren kimse bununla uğraşır - uygulanması çok zor ve pahalıdır. Saatte binlerce metreküpten bahsettiğimiz büyük projelerde bu tür ısı değişim sistemleri 2-3 yılda kendini amorti ediyor.

Pratik tavsiye: İdeal koşullar altında değil, %70 ve %50 yükte spesifik enerji tüketiminin (kWh/Nm3 nitrojen) her zaman ayrıntılı bir hesaplamasını talep edin. Birçok ucuz kurulum bu modlarda "sarkmaya mı başlıyor?" verimlilik açısından.

Uygulamadan örnek: ne zaman?ucuz? uzun vadeli bir inşaat projesine dönüştü

Bir metalurji tesisinde bir proje vardı. Temizlemek için nitrojene ihtiyaç vardı, saflık orta düzeydeydi - %98. Alıcılar piyasadaki en ucuz teklifi seçti. Kurulum kuruldu ve başlatıldı. Bir ay sonra sorunlar başladı: üretkenlikte düşüş, baskıda artış. Uzmanlar geldi, emicileri açtı ve ortalık karıştı. Tedarikçinin yalnızca birleştirilmiş olanları tedarik ederek ince yağ ön filtrelerinden tasarruf ettiği ortaya çıktı. Yağ parçacıkları geçti ve basınç değişimleri nedeniyle moleküler elekler üzerinde sıkı bir şekilde koklaştı. İndirmeyi geri yüklemek imkansızdı.

Hikaye, bir deneme ve yeni bir kurulumun farklı bir tedarikçiden satın alınmasıyla sona erdi. Üretim kesintisi, filtrelerden sağlanan 15 bin dolardan onlarca kat daha fazla maliyete neden oluyor. Bu örnek, yardımcı ekipmanın güvenilirliğinin ve doğru konfigürasyonunun "ucuzluk" kavramının ayrılmaz bir parçası olduğunu çok iyi göstermektedir. uzun vadede.

Bazen satın almamak bile kurulumu tam hizmetle kiralamak daha iyidir. Şirket, metreküp nitrojen başına sabit bir miktar ödüyor ve tüm bakım, onarım ve verimlilik konuları yükleniciye düşüyor. Birçok orta ölçekli işletme için bu “en ucuz” olanıdır. ve sorunsuz bir seçenek. Bu arada bu tür hizmetler yukarıda bahsettiğimiz gibi mühendislik firmaları tarafından da sunuluyor.Chengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.Denetimden hizmete kadar projeyi yöneten kişi.

Sonuçlar: Peki “ucuz üretim” ne anlama geliyor?

Özetlemek gerekirse adsorpsiyonla ucuz nitrojen üretimi katalogdaki minimum fiyat değildir. Bu, 5-10 yıllık optimum toplam sahip olma maliyetidir (TCO). Buna şunlar dahildir: makul bir başlangıç ​​fiyatı, düşük ve istikrarlı enerji tüketimi, sarf malzemelerinin (süzgeçler, vanalar, filtre elemanları) uzun hizmet ömrü, minimum bakım gereksinimleri ve yüksek sistem kullanılabilirliği.

Bu, sihirle değil, yetkin mühendislikle elde edilir: Müşterinin özel koşullarına göre tüm bileşenlerin doğru seçimi, yüksek kaliteli kurulum ve devreye alma ve ayrıca açık işletme düzenlemeleri. Bir şeyden tasarruf etmek (örneğin kurutma sisteminde), açıkça başka bir alanda (adsorbanın değiştirilmesiyle ilgili) maliyetlerin artması anlamına gelir.

Bu nedenle temel tavsiyem: Sadece bir ekipman tedarikçisi değil, aynı zamanda teknolojik süreçlerinizi derinlemesine incelemeye ve dengeli bir çözüm sunmaya hazır bir ortak arayın. Bazen basit standart bir PSA olacak, bazen hibrit bir sistem olacak, bazen de kiralık olacak. Tasarruf etmenin anahtarı, gerçek ihtiyaçları yeterince değerlendirmek ve sonraki yıllarda ödemek zorunda kalacağınız gereksiz özelliklerden kaçınmaktır. Aslında bunların hepsi felsefedir.