Промышленное газоразделительное оборудование: практическое руководство по выбору для надежного газоснабжения

Почему решения по газоразделительному оборудованию имеют большее значение, чем цена покупки

Нефтехимический завод, который заменяет поставляемый жидкий азот двумя адсорбционными генераторами с переменным давлением на месте, может сократить себестоимость единицы азота на от 30 до 40 процентов . Линия упаковки пищевых продуктов, которая переходит от подачи из баллона к мембранному сепаратору, может окупить инвестиции в оборудование, от 12 до 18 месяцев . Ни одного результата не дает покупка самой дешевой машины. И то, и другое достигается за счет соответствия технологии разделения фактическим требованиям к чистоте, профилю потока и часам работы.

К промышленному газоразделительному оборудованию относятся системы, извлекающие кислород, азот или гелий из потоков сжатого воздуха или технологических газов. Наиболее широко применяемыми некриогенными технологиями являются адсорбция при переменном давлении, мембранное разделение и адсорбция в вакууме при переменном давлении. Выбор между ними заключается не в том, какая технология новее; речь идет о соответствии чистоты, производительности, давления и долгосрочных эксплуатационных затрат конкретному процессу. В этом руководстве объясняется, как сравниваются эти технологии, где каждая из них подходит и что нужно проверить, прежде чем обращаться к поставщику.

Четыре технологии, которые доминируют в разделении промышленных газов

Все некриогенное оборудование для разделения газов работает, используя различия в том, как молекулы газа движутся через среду или адсорбируются на ней. Практические различия проявляются в потреблении энергии, достижимой чистоте, занимаемой площади и поведении при переменном потреблении.

Адсорбция при переменном давлении

В системе PSA используется один или несколько сосудов, заполненных адсорбентом, обычно углеродным молекулярным ситом для азота и цеолитом для кислорода. При повышенном давлении адсорбент захватывает один компонент воздуха, а остальные проходят. При насыщении слоя давление сбрасывается и захваченный компонент десорбируется. Два или более слоев чередуются, поэтому поток продуктового газа является непрерывным.

Сила PSA заключается в постоянной чистоте и стабильном потоке. Генератор азота на основе PSA без труда достигает чистоты 99,9 процента, а последующая установка очистки может повысить ее до 99,999 процента или выше. Генераторы кислорода, использующие PSA, обеспечивают чистоту от 90 до 95 процентов, что достаточно для большинства применений сжигания, озонирования и аэрации.

Мембранное разделение

Мембранные системы пропускают сжатый воздух через пучки полых полимерных волокон. Кислород, водяной пар и углекислый газ проникают через стенку волокна быстрее, чем азот, поэтому азот остается в потоке продукта. В сепарационном ядре нет движущихся частей, нет цикла регенерации и потерь на продувку. Компромиссом является чистота: одна мембранная ступень обычно производит от 95 до 99,5 процентов азота, в зависимости от давления подачи и расхода.

Адсорбция с переменным вакуумным давлением

VPSA работает по тому же принципу адсорбции, что и PSA, но для регенерации слоя используется вакуумный вентилятор, а не просто выброс его в атмосферу. Это снижает необходимое давление подачи и снижает потребление энергии на кубический метр продукта. Системы VPSA используются в основном для производства кислорода при расходах от примерно 50 до нескольких тысяч кубических метров в час.

Криогенная сепарация: правильный выбор только в больших масштабах

Криогенная сепарация воздуха сжижает воздух и перегоняет его на кислород, азот и аргон. Это остается лучшим вариантом, когда потребность превышает примерно 5000 Нм³/ч или когда требуется жидкий продукт. Для большинства установок среднего размера капитальные затраты и энергоемкость криогенной установки не оправданы, а PSA или мембранные системы поставляют тот же полезный газ за небольшую часть инвестиций.

Генерация азота: адсорбция при переменном давлении в сравнении с мембранами

Азот является наиболее распространенным продуктом разделения газов на месте, поэтому выбор между PSA и мембранной технологией сводится к трем показателям: чистота, необходимая для вашего процесса, поток, который необходимо поддерживать, и цена на электроэнергию на вашем предприятии.

Для таких применений, как пайка SMT оплавлением, термообработка в атмосфере, фармацевтическое покрытие и спекание металлов, чистота выше 99,9 процентов это норма. А Адсорбционный генератор азота с переменным давлением — это установленная конфигурация для этой задачи. Он поддерживает стабильную чистоту продукта при различных условиях окружающей среды, а благодаря стадии очистки с использованием углерода он может производить азот с остаточным содержанием кислорода ниже 10 частей на миллион.

Промышленный генератор азота PSA, производитель, поставщик Как китайский промышленный взрывозащищенный генератор азота PSA, производитель и установка, экспортер, компания, компания Baiao Gas Equipment Co., Ltd Sup... Посмотреть продукт →

Когда целевой уровень чистоты находится между 95 и 99,5 процентами, для таких применений, как упаковка пищевых продуктов, покрытие резервуаров, хранение в модифицированной атмосфере или пожаротушение, мембранная система обеспечивает более быстрый запуск, меньшую занимаемую площадь и меньшие затраты на техническое обслуживание. генератор азота с мембранным разделением разработан для этого диапазона и является практической альтернативой, когда на объекте не требуется дополнительное оборудование для очистки, необходимое для азота PSA высокой чистоты.

BAM Производитель генераторов азота с мембранной сепарацией, поставщики Компания Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd является китайским производителем и поставщиком генераторов азота с мембранной сепарацией BAM. Рабочий принц... Посмотреть продукт →

Генерация кислорода: PSA для умеренных потоков, VPSA для больших объемов.

Генераторы кислорода используются при аэрации сточных вод, варке стекла, выщелачивании меди и золота, отбеливании целлюлозы и производстве озона. Целевая чистота в этих приложениях обычно составляет от 90 до 94 процентов, что ниже того, что многие покупатели ассоциируют с коммерческим кислородом, но именно там, где адсорбционные системы наиболее экономичны.

A Адсорбционный генератор кислорода с переменным давлением подходит для потоков примерно до 50 Нм³/ч, где стоимость его установки намного ниже криогенной цепочки поставок, а окупаемость поставок жидкого кислорода часто короче двух лет. Выше этого потока VPSA становится более привлекательным, поскольку регенерация с помощью вакуума снижает требования к давлению подачи и удельный расход энергии. В обеих технологиях используется один и тот же цеолитовый адсорбент; разница заключается в том, как регенерируется слой и как балансируется энергия между воздуходувкой и вакуумным насосом.

Экспортер кислородных генераторов с адсорбцией при переменном давлении, Компания Компания Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd, экспортер кислородных генераторов с адсорбцией при переменном давлении в Китае, предлагает ... Посмотреть продукт →

Восстановление гелия: где мембранная технология окупает себя

Гелий дорог, потому что его мало. При волочении оптоволоконных кабелей, производстве полупроводников и тестировании на герметичность гелий потребляется в больших объемах и на многих предприятиях все еще удаляется после одного прохода. Мембранная установка улавливания гелия улавливает выбрасываемый газ, удаляет пары масла, воду и другие загрязнения и возвращает гелий в концентрации, достаточно высокой для повторного использования.

Скорость восстановления при использовании мембранной технологии обычно достигает от 90 до 98 процентов , в зависимости от концентрации сырья и количества мембранных ступеней. Для установки, непрерывно использующей гелий, срок окупаемости обычно измеряется месяцами. В отличие от генераторов азота и кислорода, системы рекуперации гелия всегда адаптируются к конкретному потоку сырья, поскольку состав и уровни загрязнения варьируются от объекта к объекту.

Не пренебрегайте очисткой газа после сепаратора.

Сепараторное оборудование удаляет целевой компонент, но газ, попадающий в ваш технологический процесс, по-прежнему содержит влагу, пары масла и частицы из подаваемого сжатого воздуха. Влажность сокращает срок службы углеродных молекулярных сит в генераторе азота PSA. Следы кислорода и влаги на уровне частей на миллион могут испортить фармацевтическую партию или компонент электроники.

Таким образом, надежная цепочка поставок газа включает в себя рефрижераторную или адсорбционную сушилку, прецизионные фильтры и, если этого требует технологический процесс, установку деоксигенации или очистки с использованием углерода после сепаратора. Покупатели, которые исключают эти компоненты из первоначальной спецификации, обычно добавляют их позже с более высокой стоимостью установки, а иногда и после производственных потерь, которых можно было бы избежать.

Практическая основа выбора газоразделительного оборудования

Как только вы определите четыре параметра, выбор технологии станет во многом детерминированным. Прежде чем сравнивать оборудование, определите эти цифры:

1. Требуемая чистота в месте использования, включая допустимое содержание кислорода или влаги.
2. Средний и пиковый расход за день, а не только паспортный спрос.
3. Доступное давление подачи от компрессора, который у вас уже есть или вы планируете установить.
4. Годовые часы работы, которые определяют, какую часть затрат в течение срока службы составляет энергия.

В таблице ниже приведены типичные рабочие диапазоны основных некриогенных технологий.

Показатели расхода являются ориентировочными, поскольку реальные значения зависят от давления подачи, температуры и конструкции адсорбционных сосудов или мембранных пучков. Более важным сравнением является стоимость единицы энергии. Системы PSA постоянно потребляют сжатый воздух и используют небольшой продувочный поток во время регенерации; Мембранные системы не используют продувочный газ, но требуют более высокого давления подачи для достижения той же чистоты. В обоих случаях компрессор составляет основную часть общих затрат на электроэнергию, поэтому установку газоразделения следует выбирать вместе с компрессором, а не как изолированный блок.

Что проверить перед покупкой промышленного газоразделительного оборудования

Цена приобретения системы разделения газов составляет лишь небольшую часть ее стоимости в течение срока службы. Электричество, замена адсорбента, замена мембранного картриджа, техническое обслуживание и внеплановые простои решают, оправдают ли инвестиции. Поэтому оценка поставщика имеет такое же значение, как и выбор технологии.

Запросите расчет стоимости единицы продукции

В заслуживающем доверия предложении указывается расход подаваемого воздуха, удельная потребность в энергии в киловатт-часах на кубический метр продукта, а также ожидаемый срок службы адсорбентных или мембранных картриджей в ваших условиях эксплуатации. Если поставщик не может предоставить эти цифры, предложение является неполным.

Проверка возможностей производства и реализации проекта

Газоразделительная установка является результатом сварки, трубопроводов, проводки и испытаний под давлением сотен компонентов. Разница между дисциплинированным заводом и сборочным цехом проявляется в протоколах испытаний под давлением, компоновке панелей и качестве документации. Посещение производственное предприятие заказ перед заказом является обычным делом для опытных покупателей, а фабрика со стандартизированными производственными помещениями и собственными испытаниями с большей вероятностью осуществит поставку вовремя.

Подтвердите структуру послепродажного обслуживания

Адсорбент разрушается, клапаны изнашиваются, анализаторы смещаются. Убедитесь, что поставщик имеет запасные части и может оказать помощь при вводе в эксплуатацию. Наиболее распространенными причинами низкой производительности PSA и мембранных систем являются неправильные настройки подготовки и управления кормом, которые со временем меняются, а не отказ оборудования. Поставщик, чья сервисная группа поддерживает ввод в эксплуатацию и периодическую настройку, предотвратит большинство этих проблем.

Начните с требований процесса, а затем вернитесь к оборудованию.

Каждый проект по разделению газа должен начинаться с письменного описания технологических требований: для чего используется газ, какая степень чистоты ему необходима в месте использования, как изменяется расход в течение дня и что произойдет с качеством продукта, если подача газа прекратится на час. Как только эти условия зафиксированы, следует принять технологическое решение: PSA, когда чистота является приоритетом, мембраны, когда важны простота и быстрота реакции, и VPSA, когда объем превышает экономичный диапазон небольшой упаковки PSA.

Та же логика применима независимо от того, представляет собой ли проект единую азотную установку для цеха упаковки пищевых продуктов или комплексный комплекс газоснабжения нефтехимического предприятия. В обработка продуктов питания и напитков , чистота азота и безмасляное сжатие часто более важны, чем расход; в других отраслях доминируют потоки и затраты на энергию. Продукты, упомянутые в этой статье, представляют собой общие конфигурации этих технологий, и правила выбора остаются прежними.

Если вы оцениваете промышленное оборудование для разделения газов для новой линии или существующего предприятия, сначала задокументируйте свои требования к чистоте, расходу и давлению. Тогда обсудить конфигурацию системы со специалистом по оборудованию кто сможет перевести эти цифры в проект PSA, мембраны или VPSA с реалистичными эксплуатационными расходами.