Адсорбция арқылы азотты арзан өндіру: болашағы? 

«Арзан азот?» дегенді естігенде, сіз бірден криогендік немесе мембраналар туралы ойлайсыз. Адсорбция? Ол көбінесе жоғары тазалық үшін қымбат ойыншық ретінде қабылданады. Бірақ бұл жерде көп айтылмайтын бір нюанс бар: арзандық орнатудың күрделі шығындары ғана емес, бүкіл қызмет ету мерзімінде розеткадағы текше метр газдың құны туралы. Дәл осы жерде адсорбциялық технологиялар, әсіресе жылусыз циклдік адсорбция (SCA) тосын сыйлар бере алады. Көп нәрсе дұрыс есептеуге және одан да маңыздысы идеалды емес, нақты жұмыс жағдайларын түсінуге байланысты.

Нағыз жинақ қайда жатыр?

Негізгі миф - адсорбциялық қондырғылар әрқашан мембраналық қондырғыларға қарағанда қымбатырақ. Төмен және орташа өнімділіктегі жабдықтың жалаң баға белгілерін салыстырсаңыз, бұл жиі дұрыс. Бірақ егер сіз жұмысты тереңірек зерттесеңіз, сурет өзгереді. Негізгі параметр - сығылған ауаның құны. Жоғары тазалықта, айталық, 99,5% және одан жоғары болғанда, адсорбция өнім бірлігіне аз тұтынады. Тазалықтың жоғарылауымен мембраналар тиімділігін күрт жоғалтады; олар әлдеқайда көбірек бастапқы ауаны қажет етеді. Бастапқыда сіз мембраналық қондырғыға аз төлейсіз, бірақ ондаған жылдар бойы компрессорға электр қуаты үшін артық төлейсіз. Екі жүзді қылыш болып шығады.

Тағы бір мәселе - цеолиттің төзімділігі. Барлығы оны жиі өзгерту керек деп қорқады. Іс жүзінде ауаны дұрыс алдын ала тазартумен (және онсыз ешқандай жүйе қалыпты жұмыс істемейді) адсорбенттің қызмет ету мерзімі 8-10 жыл болуы мүмкін. Мен 7 жыл жұмыс істегеннен кейін өнімділіктің төмендеуі 5-7% диапазонында болған қондырғыларды көрдім. Бірақ мембраналар май мен конденсатқа сезімтал және сүзгілердегі ақауларға байланысты олардың қызмет ету мерзімі күтпеген жерден төмендеуі мүмкін. Тәуекел жоғарырақ.

Ал үшінші тармақ – икемділік. Заманауи басқару блоктары адсорбциялық қондырғының өндіріс бос тұрған кезде минималды тұтынумен күту режимінде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Мембрана, шын мәнінде, кірісте қысым болғанша үнемі жұмыс істейді. Айнымалы жүктемесі бар шеберханалар үшін бұл тікелей үнемдеу болып табылады.

Брошюраларда жазылмаған қателіктер

Енді қайғылы нәрселер туралы. Арзандық жобалау және орнату сатысында оңай жоғары бағаға айналады. Ең жиі кездесетін қателік - ауаны дайындау жүйесіндегі үнемдеу. Олар қажетті шық нүктесін қамтамасыз етпейтін арзан біріктіру сүзгілерін орнатады. Су буы цеолитті уәде етілген 10 жылдан әлдеқайда жылдам өлтіреді. Мен бір тамақ зауытында бір жағдайды көрдім: екі жылдан кейін цеолит жарамсыз болып қалды, өйткені тұтынушы сүзгі пакетінің құнын төмендетуді талап етті. Нәтижесінде адсорбент толығымен ауыстырылды; барлық үнемдеу екі есеге артты.

Екінші мәселе - әмбебап шешімдер. «Барлық жағдайлар үшін?» Сиқырлы шешім жоқ. 99,9% және 99,999% тазалық үшін баған конфигурациясы, өлшемдері және цикл уақыттары әртүрлі болады. Жоғары тазалық үшін «күшейтілген» нұсқаны алуға тырысады, бірақ оны төмен тазалық үшін пайдалану артық төлем және оңтайлы емес тұтыну болып табылады. Сіз техникалық тапсырманы нақты түсінуіңіз керек. Кейде клиенттер «резервпен» тазалықты талап етеді, содан кейін қажет емес пайыздар үшін жылдар бойы төлейді.

Және, әрине, қызмет. Адсорбциялық қондырғы тоңазытқыш емес; оны жай ғана қосу және ұмыту мүмкін емес. Қысымның айырмашылығын бақылау, сүзгі элементтерін уақытында өзгерту, клапандардың жұмысын тексеру қажет. Онсыз болашақта арзандық болмайды.

Практикалық тәжірибе: адсорбция басталған кезде

Жақында біз қытайлық әріптестермен, атап айтқанда, инженерлік компаниямен жұмыс істеген жобадан мысал келтірейін.Chengdu Yizhi Technology Co.. Олардың веб-сайтыyzkjhx.ruгазды бөлу саласындағы шешімдерді іздейтіндерге жақсы белгілі. Бұл айтарлықтай жарғылық капиталы бар жобалау институты, құрылғанХуакси технологиясы. Олар дәнекерлеу үшін 99,999% таза азотты қажет ететін металл өңдеу зауытының схемасын ұсынды. Көлемі - шамамен 100 Нм3/сағ.

Бастапқыда криогенді зауыт қарастырылды, бірақ ол күнделікті тұтынудың біркелкі болмауына байланысты жарамсыз болды. Жоғары тазалыққа байланысты мембраналар құлап кетті. Біз екі бағанды ​​КБА қондырғысына орналастық. Мәселе егжей-тегжейлі болды: олар стандартты 13X цеолиті емес, оның селективті қасиеттері бар модификациясын пайдаланды, бұл ауа шығынын азайтуға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, біз пайдаланылған қысымның энергиясын қалпына келтіру жүйесін біріктірдік - бұл қысуды тағы 5% үнемдеуге мүмкіндік берді.

Нәтиже? Күрделі шығындар мұндай тазалық үшін мембраналық нұсқаға қарағанда 15-20% жоғары болды. Бірақ 5 жыл ішінде азоттың текше метрінің болжамды құны 30% төмен. Бастапқыда «кешенге» күмәнмен қараған тұтынушы? адсорбция, бір жыл жұмыс істегеннен кейін ол таңдаудың дұрыс екенін мойындады. Әсіресе, дәнекерлеу сапасы үшін аса маңызды тазалықтың тұрақтылығына риза болды.

Ал қай кезде араласпау керек?

Адсорбция панацея емес. Оны «арзан?» үшін қолдануға болатын сценарийлер бар. азот ұтылатын болады. Біріншісі өте аз көлемде, 10-15 Нм3/сағ дейін. Мұнда мембраналар немесе тіпті цилиндрлер қарапайымдылығы мен төмен бастапқы бағасына байланысты жиі тиімдірек болады. Екіншісі - 95-98% тазалық қажет болғанда. Мұнда мембраналар меншіктің жалпы құны бойынша теңдесі жоқ.

Тағы бір маңызды фактор - электрмен жабдықтау сапасы. Жиі көтерілу және өшіру клапан автоматикасын өлтіреді. Жөндеу қымбат және көп уақытты қажет етеді. Тұрақсыз желі жағдайында қарапайым, бірақ тиімдірек емес схеманы таңдау кейде қисынды болады.

Ақырында, учаскеде білікті кадрлардың жоқтығы. Егер зауытта аптасына бір рет басқару панеліне қарап, қателер журналын тексеретін адам болмаса, ең «еменді» таңдаған дұрыс. және оны пайдалану қымбатырақ болса да, қашықтан қызмет көрсетуге болатын шешім. Әйтпесе, сіз жабдықты үнемдейсіз, бірақ қызмет көрсету инженерлеріне қоңырау шалу кезінде бұзылып кетесіз.

Болашаққа көзқарас: технология қайда бағыт алады

Менің ойымша, перспективалар революциямен емес, эволюциямен байланысты. Біріншіден, бұл материалдар. Сыйымдылығы мен селективтілігі жоғары жаңа адсорбенттерді жасау. Мысалы, сол MOFs (металл-органикалық қаңқалар) энергияны тұтынуды азайтуды уәде етеді, бірақ әзірге олар өнеркәсіп үшін керемет қымбат. Бағаның төмендеуін күтеміз.

Екіншіден, интеллектуалды басқару. Нақты уақытта тұтынуды, температураны, ауа ылғалдылығын талдайтын және адсорбция циклдерін реттейтін алгоритмдер. Бұл 5-10% қосымша үнемдеуді қамтамасыз етеді, бұл жыл сайынғы ауқымда үлкен сома. Кейбір өндірушілер, соның ішіндеChengdu Yizhi Technology Co., қазірдің өзінде жобаларында ұқсас жүйелерді енгізіп жатыр, бұл олардың соңғы енгізулерінен көрінеді.

Үшіншіден, гибридті жүйелер. «Не/немесе» емес, симбиоз. Мысалы, бірінші кезең мембраналық (98-99%-ға дейін дөрекі тазалау үшін), екіншісі адсорбциялық (соңғы тазалау үшін 99,999%-ға дейін). Бұл кейбір нақты тапсырмалар үшін жалпы шығындарды оңтайландырады. Мұндай схемалар сирек болса да, оларға қызығушылық артып келеді.

Сонымен, негізгі сұраққа оралсақ: адсорбция арқылы азотты арзан өндірудің перспективалары бар және олар айтарлықтай нақты. Бірақ бұл жерде негізгі сөз «арзан» емес, «оңтайлы». Әмбебап жауап жоқ. Әрбір нақты жағдайды ең ұсақ бөлшектерге дейін қарастыру қажет: цехтағы ауаның сапасынан бастап жұмыс кестесі мен механиктердің біліктілігіне дейін. Сонда ғана нағыз экономика туралы айтуға болады. Әйтпесе, бұл күтпеген шығынмен аяқталатын қағаздағы сандар ойыны ғана. Жиі болатындай.