Çin: Basınç salınımı adsorpsiyonunun giderilmesi nasıl çalışır? 

Çin'de PSA'dan (basınç salınımlı adsorpsiyon) bahsedersek, birçok kişinin aklına hemen devasa hava ayırma tesisleri gelir. Ancak gerçekte bu süreçte pek çok incelik vardır ve bunların hepsi deneyimli mühendisler için bile açık değildir. Safsızlıkların giderilmesinin verimliliğinin, basınca değil, dinamiklere, yani döngünün tam olarak nasıl ilerlediğine bağlı olduğu sıklıkla gözden kaçırılır. Uygulamaya dayanarak konuşmak istediğim şey bu.

Sürecin özü: baskı değil, değişim

İsmin kendisi -basınç salınımı adsorpsiyonu– zaten anahtardır. Sürekli yüksek basınçtan değil, sallanmadan bahsediyoruz. Besleme gazı, örneğin zeolit ​​veya aktif karbon gibi bir adsorban tabakasından basınç altında geçer. Gerekli bileşen örneğin CO'dur? veya nem korunur. Ve sonra - basınç tahliyesi. Burası birçok insanın asıl meselenin daha fazla kilo vermek olduğunu düşünme hatasına düştüğü noktadır. Aslında hız ve derecelendirme önemlidir. Keskin bir deşarj, adsorbanın tozlanmasına ve granüllerin tahrip olmasına yol açar. Hidrojen arıtma tesislerinde bu tür vakaları gördüm - o zaman aparatın temizlenmesi aylar sürüyor.

Çinli üreticiler son yıllarda bu döngüleri otomatikleştirme konusunda büyük ilerleme kaydetti. Ancak sorun genellikle farklıdır - borulardan tasarruf etme arzusu. Yeterli valf yok veya kalitesiz ve döngü tasarlandığı gibi ilerlemiyor. Adsorban tam kapasiteyle çalışmıyor; kirlilik atılımı daha erken gerçekleşir. Döngüyü kısaltmak zorundayız ve üretkenlik düşer.

Ve bir şey daha - genellikle sütunlar arasındaki basıncı eşitleme aşamasını unuturlar. Küçük bir şey gibi görünse de reenjeksiyonda ciddi oranda enerji tasarrufu sağlıyor. Projelerimizde her zaman en az iki seviye tesviyeye yer veriyoruz. Bu olmadığında kurulumun verimliliği %15-20 oranında düşer ki bu büyük ölçekli üretim için çok büyük bir rakamdır.

Adsorbanlar: seçim ve bozunma

Sistemin kalbi adsorbandır. Çin, kendi zeolitlerini yaygın olarak kullanıyor ve bunların kalitesi artık oldukça yüksek. Ancak bir nüans var: farklı gaz karışımları kendi modifikasyonlarını gerektirir. Örneğin yüksek kükürt içeriğine sahip doğal gazın kurutulması için standart 13X zeolit ​​hızla kapasitesini kaybeder. Bu, özel bir emprenye veya katmanların bir kombinasyonunu gerektirir - önce kömür, sonra zeolit.

Uygulamada, metanol üretim tesislerinden birinde, saflaştırılmış sentez gazının çiğ noktasındaki artışın nedenini uzun süre anlayamadıklarını gördüm. Modları değiştirdik ve otomasyonu kontrol ettik. Tedarikçinin paradan tasarruf ederek adsorbanı daha düşük bir bağlayıcı içeriğiyle yüklediği ortaya çıktı. Basınç düşüşü döngüsünde bozulmaya başladı ve dağıtım ızgaralarını tıkayan küçük toz üretti. Sütunları tamamen durdurup yeniden başlatmak zorunda kaldık. Kayıplar çok büyük.

Bu nedenle, artık tasarım yaparken, döngü süresi için her zaman bir marj dahil ediyoruz ve adsorbanın stand üzerinde test döngüleri ile deneme yüklemesinde ısrar ediyoruz. Mesela nasıl oluyor?Chengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.– mühendisleri, toplu sevkiyattan önce her zaman müşteriye özel karışım için ayrıntılı döküm eğrileri sağlar. Bu, başlangıçta birçok soruna karşı koruma sağlar.

Otomasyon ve döngü kontrolü: hataların kaynağı

Modern PSA, vanalar ve programlanabilir bir kontrolör hakkında bir hikayedir. Görünüşe göre programı siz ayarladınız ve çalışıyor. Ancak gerçek daha karmaşıktır. Sistemler özellikle valf zamanlamasına duyarlıdır. Saniyenin çok küçük bir bölümündeki bir gecikme, basınç artışına, katman üzerinde su darbesine yol açar. CO yakalama projelerinden birinde mi? Baca gazlarından dolayı pnömatik valf aktüatörlerinin sürekli arızalanmasına neden olan şey budur.

Siemens'in bazı çözümleri veya Supcon gibi yerel markalar gibi Çinli kontrolör üreticileri iyi bir iş çıkarıyor. Ancak yazılım, döngü kontrol algoritması genellikle bir mühendislik şirketinin teknik bilgisidir. Tüm duraklamalar, arama ve sıfırlama hızları burada yazılır. Kötü bir algoritma, iyi bir adsorbanın tüm potansiyelini "yiyecektir". Bazen "zayıf halkayı" bulmak için her sütundaki basınç osilogramlarına eski yöntemlerle manuel olarak bakmak faydalı olabilir. PLC mantığında.

Bir diğer yaygın hata ise yetersiz izlemedir. Basınç sensörleri yalnızca giriş ve çıkışta bulunur, kolonların içinde bulunmaz. Ancak adsorpsiyon cephesinin nasıl ilerlediğini ve kanalların oluşup oluşmadığını gösteren, katmanın yüksekliği boyunca basınç profilidir. Artık kaynağında yayınladığı projeler gibi gelişmiş projelerdeyzkjhx.ru, periyodik izleme için yükseklikte birkaç örnekleme noktası ayarlayın. Bu daha pahalıdır, ancak devreye alma veya sorunların teşhisi aşamasında paha biçilemez.

Enerji dengesi: sıklıkla unutulan bir şey

Verimlilikten bahsetmişkenadsorpsiyonla giderimHerkes arınma derecesine bakar. Ancak ikinci önemli parametre enerji tüketimidir. Ana tüketici aynı basıncı oluşturan kompresördür. Ve burada, basınç kalktığında enerjinin geri kazanılmasında büyük bir rezerv yatıyor. Gazı sadece atmosfere ya da aleve salmayın; bir turbo genişleticiden geçirin ya da en azından onu başka bir sütunla hizalamak için kullanın.

Bu tür çözümlerin uygulanması, ekipmanın maliyeti ve yönetimin karmaşıklığı nedeniyle sınırlıdır. Küçük kurulumlar için bu uygun maliyetli olmayabilir. Ancak Jiangsu veya Shandong eyaletlerindeki petrokimya kompleksleri gibi büyük olanlar için bu, 2-3 yıl içinde kendini amorti ediyor. Bir geri kazanım sisteminin kurulumuyla modernizasyondan sonra, ürün tonu başına spesifik enerji tüketiminin neredeyse üçte bir oranında düştüğünü gördüm.

Önemli bir nokta, temizleme gazının saflığıdır. Saflaştırılmış ürünün bir kısmı adsorbanı yeniden oluşturmak için kullanılırsa bu doğrudan bir kayıptır. Bazen biraz ısıtılması gerekse bile harici temizleme gazı kullanmak daha etkili olur. Buradaki hesaplama her zaman bireyseldir ve bir şablona göre yapılamaz.

Uygulamadan örnekler ve dersler

Çok başarılı olmasa da öğretici bir projeye örnek vermek istiyorum. Müşteri, çöp sahası biyogazını (çoğunlukla CH? ve CO?) doğal gaz kalitesine kadar arıtmak istiyordu. Zeolitler üzerinde standart iki sütunlu bir PSA kullandık. Ancak eser miktarda siloksan ve hidrojen sülfürün varlığını hesaba katmadılar. Zeolit ​​hızla zehirlendi ve kap düştü. Anında aktif karbonla bir ön temizleme aşaması eklemek zorunda kaldım. Sonuç: içinbasınç salınımı adsorpsiyonuKüçük safsızlıklar da dahil olmak üzere ham maddelerin tam analizi kritik öneme sahiptir. Uyarlama olmadan standart bir projeyi alamazsınız.

Ancak olumlu bir örnek, bir rafinerideki hidrojen üretim ünitesinin modernizasyonudur. Orada döngü sürelerinin ampirik olarak hesaplandığı eski bir PSA vardı. Sürecin dijital bir simülasyonunu yaptık, izotermi daha dik olan yeni bir adsorban seçtik ve aşamaların sırasını ve süresini optimize ettik. Sonuç olarak aynı hammadde tüketimiyle hidrojen verimliliği %12 arttı. Bu, potansiyelin çoğu zaman donanımda değil, işin kendi mantığında yattığı sorusunu akla getiriyor.

Genel olarak piyasaya bakıldığında Çin'in PSA'ya yaklaşımı oldukça pragmatik hale geldi. Basit kopyalamadan uzaklaştı. Şirketler gibiChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.Huaxi Technology tarafından kurulan ve 120 milyon yuan kayıtlı sermayeye sahip bir tasarım enstitüsü olan Huaxi Technology, tam olarak mühendislik entegratörleri olarak faaliyet gösteriyor. Sadece kurulumu satmıyorlar, aynı zamanda tüm tuzakları hesaba katarak belirli bir görev için süreci modelliyorlar. hammadde ve gerekli ürün. Bu ana ilerlemedir; ekipman satışından teknolojik sonuçların satışına geçiş.

Özetlemek gerekirse, PSA'nın Çin'deki çalışmaları sadece "bir düğmeye basmak"tan çok uzak. Bu, başarının ayrıntılarla belirlendiği karmaşık bir hikaye: adsorbanın doğru seçimi ve test edilmesi, akıllı döngü otomasyonu, enerji hususları ve en önemlisi, onu uygulayanların teknolojiyi derinlemesine anlaması. Hatalar pahalıdır ancak size kalıplaşmış kararları tekrarlamamayı öğretir.