Çin: Basınç salınımı adsorpsiyonunun giderilmesi nasıl çalışır? 

Bu, etrafında çok fazla konuşulan bir konudur, ancak özünde genellikle basit pompalama ve pompalamaya indirgenir. Aslında kazarsanız,basınç salınımı adsorpsiyonunun giderilmesihız, saflık ve maliyet arasında tam bir denge felsefesidir. Birçok kişi asıl şeyin adsorbanın kendisi olduğunu düşünüyor, pahalı zeolit ​​​​aldıklarını ve sürecin başladığını söylüyorlar. Ancak anahtar genellikle başka bir şeydir; döngünün kendisinde, değişken basınçta ve bunun kağıt üzerinde değil gerçek bir kurulumda nasıl uygulanacağı.

Tek bir adsorban yok: şeytanın yattığı yer

Bazen meslektaşlarımın yeni projelerden gönderdiği diyagramlara bakıyorum. Sütunlar, oklar ve vanalar çok güzel çizilmiş. Ve döngü süresini, özellikle de desorpsiyon ve temizleme süresini sorarsanız - sessizlik. Ancak verimliliğin bulunduğu yer burasıdır.Basınç salınımlı adsorpsiyonBuhar basıncı veya adsorpsiyon kinetiğindeki farklılıkların küçük olduğu durumlarda gaz ayrımı için iyidir. Örneğin, hidrojenin ilgili gazlardan ayrılması veya doğal gazın dehidrasyonu. Ancak basınç azaltma (blöf) ve tahliye aşamalarını doğru hesaplamazsanız, saf bir ürün değil, arada bir ürün elde edersiniz ve hatta rejenerasyon için büyük kayıplarla karşılaşırsınız.

Yaklaşık beş yıl önce havadan nitrojen elde etmeye yönelik bir tesiste deneyimim vardı. Müşteri düşük saflık ve yüksek temizleme gazı tüketiminden şikayetçiydi. Geldik baktık. Tasarımcıların sütunlar arasındaki basıncı eşitlemek için çok kısa bir süre belirledikleri ortaya çıktı. Adsorberin, desorpsiyon aşamasından önce normal şekilde boşaltmaya zamanı yoktu; Ağır bileşenlerin bir kısmı kaldı ve bir sonraki döngüde bunlar ürün hattına girdi. Denetleyiciyi yeniden programlamak zorunda kaldık, valf geçişleri arasındaki duraklamaları tam anlamıyla saniyeler içinde artırdık - ve parametreler pasaport değerlerine geri döndü. Bu küçük bir şey ama her şeyi çözüyor.

Ya da temizleme gazıyla ilgili başka bir şey daha var. Genellikle bir ürün grubundan alınır, bu mantıklıdır. Ancak, yenilenen adsorberin girişinde yeterli saflığı ve sabit basıncı sağlamazsanız, desorpsiyon yavaş ve eksik bir şekilde ilerleyecektir. Adsorban zamanla koklaşacak ve kapasitesi düşecektir. Daha sonra hattı durdurup pahalı ve zaman alıcı bir işlem olan termal yenileme işlemini gerçekleştirmeniz gerekir. Dolayısıyla temizleme akışını hazırlayan ve sağlayan sistem ikincil bir boru değil, kurulumun kalbinin bir parçasıdır.

Ekipman: Tüm vanalar eşit yaratılmamıştır

Uygulamadan bahsetmişken, donanımlardan bahsetmek mümkün değil. Hızlı etkili valflerin tüm sistemin eklemleri olduğu söylenebilir. Kapandıklarında aşınmaları, tepki verme hızları ve sıkılıkları, prosesin ekonomisini doğrudan etkiler. Ucuz vana takarsanız, basınç aşamaları arasında sızıntılar başlar, akışlar karışır ve ayırma verimliliğinde azalma olur. Bu, eser miktardaki yabancı maddelerin bile kusurlu olduğu, yüksek saflıkta ürünler üreten prosesler için özellikle kritiktir.

Polisilikon üretim tesislerinden birinde bir kurulum kullandıklarını hatırlıyorum.hidrojen kurutma ve saflaştırmasadece PSA (basınç salınımlı adsorpsiyon) teknolojisini kullanıyor. Sorun, anahtar valflerden birinin makarasındaki mikro sızıntıydı. Hidrojen böyledir, bir boşluk bulacaktır. Sonuç olarak, kurumuş akıntıdaki çiğlenme noktası periyodik olarak sıçradı. Sebebini uzun süre aradık, günah adsorbentteydi, çevrim programındaydı. Ancak basınç dengeleme hattında bulunan vanadaki contada mekanik aşınma olduğu ortaya çıktı. Bunu, sızdırmazlık açısından daha dar toleranslara sahip bir valfle değiştirdik; sorun ortadan kalktı.

Sonuç olarak: Bir sistem tasarlarken, yalnızca bir vana değil, aynı zamanda döngü sayısı ve sızdırmazlık sınıfı açısından belirli özelliklere sahip belirli bir tip de kurmanız gerekir. Ve önemli olan teşhis ve kolay değiştirme olanağını sağlamaktır. Çünkü başarısız olacaklar; bu bir zaman ve çalışma koşulları meselesi.

Adsorban: seçim ve bozunma

Ve tabii ki çekirdek, sorbentin kendisidir. Zeolitler, aktif karbonlar, moleküler elekler. Seçim, neleri ortadan kaldırdığımıza bağlıdır: su, CO2, kükürt bileşikleri, hidrokarbonlar. Yaygın bir hata, tüm sorunları tek bir adsorbanla çözmeye çalışmaktır. Örneğin 4A veya 13X gibi zeolitler derin gazla kurutma için mükemmeldir. Ancak gaz, sudan daha ağır polar moleküller içeriyorsa (merkaptanlar gibi), zeolit ​​gözeneklerini geri dönülemez şekilde tıkayabilir. Ya başka bir sorbentin ön katmanına ya da tamamen farklı bir şemaya ihtiyacınız var.

Bir gaz işleme tesisinde ilginç bir olay gözlemledim. Düşük sıcaklıkta ayırmadan önce standart iki sütunlu gaz dehidrasyon ünitesi vardı. Aniden yenilenmeler arasındaki döngü keskin bir şekilde kısaldı ve sudaki çiy noktası yükseldi. Bunu çözdük. Hammaddenin bileşiminin değiştiği ortaya çıktı - gazda glikol bazlı hidrat oluşumu inhibitörlerinin izleri ortaya çıktı. Daha ağır olmaları ve zeolit ​​yüzeyine karşı yüksek bir afiniteye sahip olmaları nedeniyle adsorpsiyon işlemi sırasında suyun yerini aldılar ve desorpsiyon sırasında tamamen uzaklaştırılmadılar. Yavaş yavaş sorbent su kapasitesini kaybetti. Çözüm, adsorbanı acilen değiştirmek değil, bu ağır yabancı maddeleri yakalamak için yukarı akışa daha basit bir karbon temizleme filtresi kurmaktı.

Adsorbanın bozunması kaçınılmaz fakat yönetilebilir bir süreçtir. Kimyasal zehirlenmeye ek olarak, basınç ve titreşimdeki ani değişikliklerden kaynaklanan tamamen mekanik bir aşınma da vardır. Özellikle sorbent katmanının yüksek olduğu büyük adsorberlerde. Katmanın kanalize olmasını ve akışkanlaşmasını önlemek için girişte eşit gaz dağıtımına yönelik sistemlerin ve yüksek kaliteli destek ızgaralarının sağlanması gereklidir. Bazen, birkaç yıl çalıştıktan sonra adsorberi açtığınızda, üst katmanın toz olduğunu ve altta topak topaklarının nasıl olduğunu görürsünüz. Bu hidrodinamik ve rejenerasyon döngüleri ile ilgili sorunları gösterir.

Kontrol ve otomasyon: verilere karşı sezgi

Modern bir PSA kurulumu yalnızca zamanlayıcılı bir dizi sütundan ibaret değildir. Bu uyum sağlaması gereken bir sistemdir. Ve burada otomasyonun kendisi değil, hangi parametreleri kontrol ettiğimiz ve bunları nasıl yorumladığımız büyük bir rol oynuyor. Her akışa sensör takmak pahalıdır. Ancak temel parametreleri izlemeden körü körüne çalışıyorsunuz.

Benim düşünceme göre gerekli minimum set: her önemli aşamada (adsorpsiyon, deşarj, temizleme) sütunlardaki basınç, adsorberin üst ve alt kısımlarındaki sıcaklık (bundan adsorpsiyon cephesini ve rejenerasyonun bütünlüğünü dolaylı olarak değerlendirebilirsiniz) ve tabii ki ürünün çıkıştaki analizi (en azından bir kromatograf veya lazer çiğlenme noktası analizörü). Genellikle sıcaklık sensörlerinden tasarruf ederler, ancak boşuna. Sütunun orta kısmındaki sıcaklık eğrisinin, çıkıştaki analizör tarafından kaydedilmeden önce bile nem geçiş anını nasıl açıkça belirlediğini gördüm. Bu, ham maddenin yüküne ve nemine bağlı olarak döngü süresinin gerçek zamanlı olarak esnek bir şekilde ayarlanmasını mümkün kılarak hem enerjiden hem de adsorban kaynağından tasarruf edilmesini sağladı.

Ancak burada da tuzaklar var. Bir dizi sensör ve karmaşık bir algoritmadan oluşan aşırı karmaşık bir kontrol sistemi, bakım personeli için baş ağrısına dönüşebilir. Operatör sistemin mantığını anlamazsa, arızaya gerektiği gibi müdahale edemeyecek veya planlı bakım yapamayacaktır. Bu nedenle ideal sistem, yeterli derecede otomasyon ile sahadaki mühendis için sürecin şeffaflığı ve anlaşılırlığı arasında bir dengedir.

Sektörün içinden bir bakış: proje deneyimi

Bu alanda çalışırken sürekli farklı yaklaşımlarla karşılaşıyorsunuz. Bazıları son derece güvenilir ancak pahalı ithal ekipmanlara güveniyor. Birisi adsorbandan kontrol sistemlerine kadar her şeyi yerelleştirmeye çalışıyor. Bu segmentteki Çinli şirketlerin gelişimini izlemek ilginç. Kopyalamadan tamamen bağımsız, rekabetçi çözümler yaratmaya geçtiler. Örneğin ele alalımChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.- bu, Chengdu Huaxi Kimyasal Teknolojisi temelinde oluşturulmuş bir tasarım enstitüsüdür. Arkalarında kimya teknolojisi konusunda ciddi bir tecrübe var ve bunu hissedebiliyorsunuz.

Web sitelerine bir göz atınyzkjhx.ru– sadece PSA yazan kutuları satmakla kalmayıp tasarım çözümleri de sundukları açık. Bu önemli. Çünkü neredeyse hiç tipik görev yok. Gazın bileşimi, ürünün gerekli saflığı, rejenerasyon için enerji kaynaklarının mevcudiyeti - her şey farklıdır. Belirli bir müşteri için maksimum ekonomik etkiyi sağlayacak bireysel hesaplamalara, modellemeye, döngü aşamaları, basınç ve sorbent kombinasyonunun tam olarak seçilmesine ihtiyacımız var.

İşbirliği deneyimlerimden anladığım kadarıyla onların yaklaşımı, teknolojik planın derinlemesine incelenmesine dayanıyor. Önceki bir projeden bir çizim alıp onu ölçeklendiremezsiniz. Koşullar değiştiğinde tesisin davranışını tahmin etmek için dinamik süreç modellemeye çok önem veriyorlar gibi görünüyor. Olgun bir oyuncuyu seçiciden ayıran şey budur. Elbette 120 milyon yuan'lık kayıtlı sermaye, her projenin başarısının garantisi değil, ancak araştırma ve test için ciddi niyetlerin ve kaynakların bir göstergesidir.

Sonundabasınç salınımı adsorpsiyonunun giderilmesi– bu yaşayan, gelişen bir yöntemdir. Tek bir doğru formül yok. Temel ilkeler vardır ancak başarı yüzlerce küçük ayrıntıya dikkat edilerek belirlenir: adsorberdeki kaynağın kalitesinden programlanabilir kontrol cihazının mantığına kadar. Ve en önemlisi neyi, neden ve hangi koşullar altında paylaştığınızın anlaşılması. Bu olmadan, herhangi bir kurulum, en pahalı olanı bile, yalnızca donanım tüketen enerjiden ibaret olacaktır.