Адсорбция арқылы азотты арзан өндіру? 

«Арзан азот» дегенді естігенде, сіз бірден PSA туралы ойлайсыз. Бірақ арзан - икемді ұғым. Көптеген тұтынушылар арзан қондырғыны қалайды, содан кейін электр энергиясы мен жөндеу жұмыстарын жылдар бойы төлейді. Немесе керісінше - олар «күрделі» үшін артық төлейді. оның барлық функцияларын қажет етпейтін жүйе. Нақты жинақ қайда екенін және ол тек маркетинг екенін анықтайық.

Криогендікке қарсы адсорбция: тек килограмм бағасы ғана емес

Бұл технологияларды тек розеткадағы газдың құнына сүйене отырып салыстыру қате. Криогенді өсімдік 99,999% тазалықты оңай береді, бірақ оның тәбетті? киловатт үлкен, және ол жиі тоқтауды ұнатпайды. Адсорбциялық қондырғы, бірдей PSA, икемді. Оны жарты сағатта бастауға болады, бір түнде тоқтатылады және ол жүктеменің ауытқуын кешіреді. Бірақ оның басты жауы - кіретін ауадағы ылғалдылық пен май. Мен арзан сүзгіні орнаттым - міне, көміртегі молекулалық елеуіштер «ыдырай бастайды?» он жылдың орнына бір жылда. Жобалау кезеңінде үнемдеу адсорбентті ауыстыруға әкеледі, бұл жаңа қондырғының құнының жартысына тең.

Міне, нақты жағдай: бір тамақ фабрикасында олар «ең арзанға?» тапсырыс берді. PSA-азот станциясы. Қаптама үшін тазалық 99,5% қажет болды. 8 айдан кейін өнімділік 30%-ға төмендеді. Компрессор дұрыс кептірілмеген, ал електер «дымқыл» болып шықты. Қосымша тоңазытқыш кептіргішті орнатып, жүктің бір бөлігін ауыстыруға тура келді. Жүйенің түпкілікті құны түпнұсқадан 40% -ға өсті. Арзан өндіріс? Сұрақ риторикалық.

Сондықтан, құн туралы айтқанда, толық өмірлік циклді ескеру қажет: күрделі шығындар (CAPEX), энергияны тұтыну, техникалық қызмет көрсету, адсорбенттің қызмет ету мерзімі. Кейде 20-30% қымбатырақ, бірақ тиімдірек клапандары және тазарту циклдерін оңтайландыратын басқару жүйесі бар қондырғыны алу тиімдірек. Регенерация үшін ауаны үнемдеу энергия шығындарын 15%-ға дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл туралыарзан азот өндіру.

Негізгі компонент: елеуіштер емес, клапандар мен басқару элементтері

Барлығы молекулалық електер (CMS) туралы айтады. Иә, олар маңызды; олардың сыйымдылығы мен селективтілігі адсорберлердің өлшемдерін анықтайды. Бірақ PSA жүрегі пневматикалық клапандар мен басқару бағдарламасы болып табылады. Мен 2-3 миллион коммутацияның қызмет ету мерзімі бар арзан клапандар бар қондырғыларды көрдім. 60 секундтық циклмен олар бірнеше жыл қарқынды пайдаланудан кейін сәтсіздікке ұшырайды. Ауыстыру дегеніміз өндірісті тоқтату. Керамикалық орындықтары бар қымбат клапандар бірнеше есе ұзағырақ қызмет етеді. Немесе контроллер: егер ол жай ғана «есептесе?» тұрақты цикл уақыты және қысымға, температураға және қажетті тазалыққа бейімделмейді, содан кейін орнату үнемі артық ауа мен энергияны тұтынады.

Біздің серіктестеріміздің бірі, жобалау институтыChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыyzkjhx.ru), бұл қызықты тәсіл болды. Олар жай ғана қондырғыларды сатқан жоқ, алдымен зауыттың қажеттіліктеріне егжей-тегжейлі аудит жүргізді. Іс жүзінде сағатына қанша азот қажет, тәулік ішінде тұтыну қалай өзгереді, желідегі қысым қандай. Бір үлкен станцияны емес, каскадта жұмыс істейтін екі кіші станцияны орнатуға болатыны жиі анықталды, бұл ішінара жүктеме режимінде айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік берді. Бұл техниканы сату ғана емес, инженерия.

Сондықтан, сізге «арзан PSA?» ұсынылғанда, дереу сұраңыз: қандай клапандар, контроллерді кім жасайды, қандай басқару логикасы? Жауаптар анық емес болса, бұл сақ болуға негіз болады.

Тазалық - негізгі шығын параметрі

Тәуелділік қарапайым: тазалық неғұрлым жоғары болса, әрбір текше метрді өндіру қымбатырақ болады. 99% тазалықты алу үшін белгілі бір шарттар қажет (қысым, цикл уақыты, адсорбция/регенерация қатынасы), ал 99,9% үшін әртүрлі, тиімділігі азырақ шарттар қажет. 99,99% кейін шығындар қисығы дерлік тігінен көтеріледі. Көптеген технологтар азотты 99,5% құрайды және қажетті шарттарға дейін сұйылтады, бұл адсорберден 99,9% дереу алуға тырысқаннан гөрі үнемді.

Химиялық зауыт инертизация үшін 99,999% азот қажет болды. Алдымен олар тек жоғары тазартылған PSA арқылы қол жеткізуге тырысты. Бұл жұмыс істеді, бірақ энергияны тұтыну шектен тыс болды. Содан кейін олар гибридті схеманы қолданды: бірінші сатыдағы PSA 99,9% дейін, содан кейін каталитикалық тотықсыздандырғышты пайдаланып қосымша тазарту. Жалпы шығындар 25%-ға төмендеді. Бұл «арзандық» деген не деген сұраққа қатысты. жиі бір сиқырлы орнату емес, технологиялардың оңтайлы үйлесімі болып табылады.

Маңызды мәселе: төлқұжат тазалығы мен шынайы тазалық - екі үлкен айырмашылық. Орнату адсорбердің шығысында 99,5% өндіре алады, бірақ егер құбырлар ескі болса және ағып кетсе, тұтыну нүктесінде ол қазірдің өзінде 98% болады. Бұл жиі ұмытылады. Анализаторды стансадан шығатын жерге емес, тікелей критикалық құрылғының алдына қою керек. Бұл да ақша.

Энергия: қорларды қайдан іздеу керек

Шығынның негізгі бабы - сығылған ауа. Сондықтан, ең тікелей жолыарзан азот— жиілік жетегі және жақсы ауа дайындау жүйесі (сүзгілер, кептіргіштер) бар тиімді бұрандалы компрессор. Олар көбінесе ылғалдандырғышты үнемдейді және арзан тоңазытқышты орнатады. Ол +3 ° C шық нүктесін береді және ұзақ қызмет ету үшін CMS кем дегенде -20 ° C немесе одан да жақсырақ -40 ° C қажет. Нәтижесінде компрессор бос тұрып, артық ылғалды қысып, кептіреді, оны арзан ылғалдандырғыш жоя алмайды. Електер ылғалданады, бағандардағы қысым жоғарылайды, цикл қысқарады - тұйық шеңбер және шамадан тыс энергия тұтыну.

Тағы бір резерв - жылу. Адсорбция процесі экзотермиялық, ал десорбция эндотермиялық. Үлкен қондырғыларда бұл жылуды регенерация ағынын қыздыру немесе керісінше, адсорберді салқындату арқылы басқаруға болады. Бірақ шағын және орта қондырғыларда сирек ешкім бұл мәселемен айналысады - оны жүзеге асыру өте қиын және қымбат. Әңгіме сағатына мыңдаған текше метр болатын ірі жобалар үшін мұндай жылу алмасу жүйелері 2-3 жылда өзін-өзі ақтайды.

Практикалық кеңес: әрқашан мінсіз жағдайларда емес, 70% және 50% жүктеме кезінде меншікті энергия тұтынудың егжей-тегжейлі есебін (кВтсағ/Нм3 азот) сұраңыз. Дәл осы режимдерде көптеген арзан қондырғылар «салу» бастайды. тиімділік тұрғысынан.

Тәжірибеден алынған жағдай: бұл қашан?арзан? ұзақ мерзімді құрылыс нысанына айналды

Металлургиялық зауытта жоба болды. Тазарту үшін азот қажет болды, тазалығы қарапайым болды - 98%. Сатып алушылар нарықтағы ең арзан ұсынысты таңдады. Орнату орнатылып, іске қосылды. Бір айдан кейін проблемалар басталды: өнімділіктің төмендеуі, қысымның көтерілуі. Мамандар келіп, адсорберлерді ашты – әбігер болды. Жеткізуші тек біріктірілген май сүзгілерін беру арқылы майдың алдын ала сүзгілерін үнемдейтін болып шықты. Мұнай бөлшектері өтіп, қысымның өзгеруіне байланысты молекулалық електерде тығыз коксталған. Жүктеп алуды қалпына келтіру мүмкін болмады.

Бұл оқиға сынақ және жаңа қондырғыны сатып алумен аяқталды, бірақ басқа жеткізушіден. Өндірістің тоқтап қалуы сүзгілерде үнемделген 15 мың доллардан ондаған есе қымбатқа түседі. Бұл мысал көмекші жабдықтың сенімділігі мен дұрыс конфигурациясы «арзандық» ұғымының ажырамас бөлігі екенін жақсы көрсетеді. ұзақ мерзімді перспективада.

Кейде тіпті сатып алмаған дұрыс, бірақ толық қызмет көрсетумен қондырғыны жалға алу. Компания азоттың текше метрі үшін белгіленген соманы төлейді және барлық техникалық қызмет көрсету, жөндеу және тиімділік мәселелері мердігерге жүктеледі. Көптеген орта кәсіпорындар үшін бұл «ең арзан» болып табылады. және еш қиындықсыз опция. Айтпақшы, мұндай қызметтерді жоғарыда айтылғандай инжинирингтік компаниялар да ұсынады.Chengdu Yizhi Technology Co.жобаны аудиттен қызметке дейін басқаратындар.

Нәтижелер: «арзан өндіріс» нені білдіреді?

Қорытындылай келе, адсорбция арқылы азотты арзан өндіру каталогтағы ең төменгі баға емес. Бұл 5-10 жыл ішінде иеленудің оңтайлы жалпы құны (ТШО). Оған мыналар кіреді: қолайлы бастапқы баға, төмен және тұрақты энергия тұтыну, шығын материалдарының ұзақ қызмет ету мерзімі (електер, клапандар, сүзгі элементтері), техникалық қызмет көрсетудің минималды талаптары және жүйенің жоғары қолжетімділігі.

Бұған сиқырлық емес, сауатты инженерия арқылы қол жеткізіледі: тұтынушының нақты жағдайлары үшін барлық компоненттерді дұрыс таңдау, жоғары сапалы орнату және іске қосу, сондай-ақ нақты пайдалану ережелері. Бір нәрсеге (мысалы, кептіру жүйесіне) үнемдеу басқа саладағы (адсорбентті ауыстыруға) шығындардың анық өсуін білдіреді.

Сондықтан, менің негізгі кеңесім: жабдықты жеткізуші ғана емес, сіздің технологиялық үдерісіңізге терең бойлап, теңдестірілген шешім ұсынатын серіктесті іздеңіз. Кейде бұл қарапайым стандартты PSA, кейде гибридтік жүйе, кейде жалға алу болады. Үнемдеу кілті - нақты қажеттіліктерді барабар бағалау және келесі жылдары төлеуге тура келетін артық мүмкіндіктерді болдырмау. Бұл, шын мәнінде, барлық философия.