مولد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتأرجح

يُعدّ توليد النيتروجين بتقنية امتزاز تأرجح الضغط (PSA) تقنيةً متطورةً لفصل الغازات، تستخدم مناخل جزيئية كربونية عالية الجودة والكفاءة كمواد ماصة. وتعتمد هذه التقنية على مبدأ امتزاز تأرجح الضغط عند درجات الحرارة المحيطة لفصل الهواء وإنتاج غاز النيتروجين بنقاوة تصل إلى 99.5%. وتستند هذه العملية إلى مبدأ "امتصاص الأكسجين تحت ضغط عالٍ وإطلاقه تحت ضغط عادي".

تختلف معدلات انتشار جزيئات الأكسجين والنيتروجين على سطح المنخل الجزيئي الكربوني. تنتشر جزيئات الأكسجين الأصغر (O2) بسرعة أكبر وتدخل المسام الدقيقة للمنخل الجزيئي الكربوني الفعال بسهولة أكبر، بينما تنتشر جزيئات النيتروجين الأكبر (N2) ببطء أكبر وتدخل المسام الدقيقة بوتيرة أقل. تؤدي خاصية الامتزاز الانتقائي هذه للمنخل الجزيئي الكربوني إلى زيادة تركيز الأكسجين في الطور الممتز وزيادة تركيز النيتروجين في الطور الغازي خلال فترة وجيزة، مما يُمكّن من فصل الأكسجين والنيتروجين، وينتج عنه في النهاية زيادة تركيز النيتروجين في الطور الغازي في ظل ظروف امتزاز الضغط المتأرجح (PSA).

بعد فترة من الزمن، يصل امتزاز النيتروجين إلى حالة التوازن. وبخفض الضغط، يُحرر المنخل الجزيئي الكربوني الأكسجين الممتز، وهي عملية التجديد. وبناءً على ضغط التجديد، يُمكن تصنيفها إلى تجديد تحت الفراغ وتجديد تحت الضغط العادي. يُسهّل التجديد تحت الضغط العادي عملية التجديد الكاملة للمنخل الجزيئي الكربوني، مما يُسهّل الحصول على غاز عالي النقاء.

تم تصميم وتصنيع مولد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتأرجح (PSA) بناءً على هذه التقنية. ويتكون عادةً من برجي امتزاز متوازيين يتم التحكم فيهما بواسطة نظام تحكم آلي بالكامل يتبع بدقة تسلسلًا محددًا قابلًا للبرمجة، بالتناوب بين الامتزاز المضغوط وتجديد الضغط لتحقيق فصل النيتروجين عن الأكسجين والحصول على غاز النيتروجين عالي النقاء المطلوب.

إن أداء المنخل الجزيئي الكربوني الفعال، وخاصة قدرته على الامتصاص الديناميكي وعامل الفصل، يحدد جودة مولد النيتروجين.

ضاغط هواء → خزان هواء رطب → مرشح من الفئة C → مجفف بارد → مرشح من الفئة T/A/D → مجفف امتصاص تجديدي حراري دقيق → مرشح من الفئة T → خزان معالجة الهواء (خزان جاف) → وحدة تشغيل النيتروجين PSA → خزان معالجة النيتروجين (فارغ غير مؤهل، مخرج مؤهل) → خزان ضغط تخزين النيتروجين → موقع استخدام النيتروجين.

منخل جزيئي كربوني عالي الجودة وفعال

الاختيار: تُستخدم مناخل جزيئية كربونية عالية الجودة والكفاءة لضمان أقصى قدر من توفير الطاقة، وخفض استهلاكها، وتقليل نسبة النفايات الهوائية. يتميز المنخل الجزيئي الكربوني المُصمم خصيصًا من شركة هونغبو بصلابة عالية، وميل منخفض للتفتت، ومعدل استخلاص نيتروجين مرتفع، وعمر خدمة طويل. يُعد المنخل الجزيئي الكربوني خطوة حاسمة في ضمان انخفاض نسبة النفايات الهوائية: وفقًا لبيانات الشركة المصنعة، عند الامتزاز

يبلغ الضغط في برج الامتزاز 0.7 ميجا باسكال، ونقاوة النيتروجين المُنتَج 99.5%. بعد سنوات من القياسات والتجارب العملية، صممت شركتنا نظامًا احتياطيًا بنسبة 10%، بنسبة نفايات 3:1 للحصول على نقاوة 99.5%. تُعدّ نسبة النفايات مؤشرًا رئيسيًا لتحديد تكلفة تشغيل مولد النيتروجين، فكلما انخفضت نسبة النفايات، انخفض استهلاك الكهرباء لضاغط الهواء، وبالتالي انخفضت تكاليف التشغيل. العمر الافتراضي: يتميز المنخل الجزيئي الكربوني الذي تستخدمه شركتنا بأفضل قدرة وثبات في البلاد، بعمر افتراضي يتراوح بين 8 و10 سنوات.

شاشة لمس للتحكم في واجهة الإنسان والآلة من شركة بكين كونلون تونغتاي

يُعرض مخطط تدفق النظام على شاشة اللمس، موضحًا ظروف التشغيل الآنية لمولد النيتروجين، واتجاه تدفق الغاز، وغير ذلك. تعرض شاشة اللمس وتسجل وقت التشغيل المتراكم، مع تنبيه للصيانة بعد 8000 ساعة تشغيل. يبقى التنبيه لمدة 24 ساعة متواصلة دون إيقاف التشغيل التلقائي. تتضمن شاشة اللمس أدلة إلكترونية، ومخططات دوائر، ومخططات انسيابية، وقوائم فحص الصيانة، وإجراءات التشغيل، وإنذارات الأعطال، وكلها متاحة للمستخدم. الجهاز مزود بأربعة إشارات إنذار عن بُعد: 1. إنذار انخفاض ضغط هواء المدخل؛ 2. إنذار انخفاض ضغط النيتروجين عند المخرج؛ 3. إنذار انخفاض نقاء النيتروجين؛ 4. إنذار ارتفاع نقطة ندى النيتروجين؛ 5. إنذار عدم مطابقة النيتروجين للمواصفات. يمكن عرض هذه الإشارات على شاشة اللمس وإرسالها عن بُعد إلى موقع المستخدم، مع واجهات اتصال مخصصة لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) لنظام التحكم الموزع (DCS)، باستخدام بروتوكولات الاتصال RS485 وMODBUS.

تضمن تقنية التعبئة المتقدمة عمرًا أطول للمعدات

يتم تعبئة المنخل الجزيئي الكربوني عالي الكفاءة باستخدام طريقة "العاصفة الثلجية"، مما يضمن توزيعًا متجانسًا دون زوايا ميتة ويقلل من التفتت. يستخدم برج الامتزاز معدات توزيع تدفق هواء متعددة المراحل وأجهزة ضغط أوتوماتيكية للمنخل الجزيئي الكربوني، مما يضمن أداء الامتزاز وحالة الضغط، وبالتالي يطيل عمر المنخل بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، تسمح طريقة التعبئة الفريدة التي صممناها لمنصة الاهتزاز بالتمديد والالتواء بتعبئة أكثر كثافة وتجانسًا للمنخل الجزيئي الكربوني، مما يقلل الاحتكاك إلى الحد الأدنى، ويضمن عدم حدوث تفتت أثناء عملية الامتزاز.

أثناء عملية الضغط، تضمن منصة الاهتزاز أولاً الضغط الموحد للمنخل الجزيئي الكربوني، يليها مدفع هواء عالي الضغط لزيادة الكثافة والقوة قبل تركيب جهاز الضغط.

الهيكل الفريد لبرج الامتزاز

يتميز الجزء السفلي من جهاز الامتزاز بموزع هواء فريد على شكل زهرة اللوتس، مما يمنع تأثير تدفق الهواء عالي الضغط على المنخل الجزيئي الكربوني، وبالتالي يطيل عمره. كما يضمن هذا الموزع انتشارًا متجانسًا للغاز، مما يحسن كفاءة المنخل الجزيئي الكربوني ويقلل استهلاكه للطاقة بشكل كبير. داخل برج الامتزاز، تسمح معدات خاصة لنشر الغاز بدخول الهواء المضغوط عبر جهاز إعصاري، باستخدام كرات سيراميكية من الألومينا (مستفيدة من شكلها الكروي وصلابتها) لتسهيل تدفق الغاز على شكل حرف "S" قبل ملامسته للمنخل الجزيئي الكربوني المنشط. هذا لا يقلل فقط من تأثيره على المنخل الجزيئي الكربوني بشكل ملحوظ، بل يسمح أيضًا بامتزاز غاز أكثر تجانسًا، مما يعزز كفاءة توليد النيتروجين ويطيل عمر المنخل.

صمامات المقعد الزاوية الهوائية والصمامات اللولبية

نستخدم صمامات مقعد الزاوية الهوائية المعروفة وصمامات الملف اللولبي المستوردة بوقت فتح يبلغ 0.05 ثانية وعمر خدمة عادي يتجاوز 2 مليون دورة، وتتميز ببنية بسيطة، وإحكام موثوق، وإغلاق سريع، وسهولة الصيانة، مما يضمن التشغيل الموثوق لمعدات توليد الأكسجين.

وحدة التحكم الذكية القابلة للبرمجة من سيمنز

تم تجهيز مولد النيتروجين لدينا بنظام تحكم PLC (وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة) من سيمنز، مما يوفر تحكمًا ممتازًا ونمط تشغيل سلسًا. يعرض النظام جميع معايير التشغيل والحالات وإشارات الأعطال، ويتكيف تلقائيًا مع تغيرات الحمل. يتضمن نظام التحكم شاشة عرض LCD، لا تعرض الوظائف فحسب، بل تتيح أيضًا ضبطًا مرنًا للمعايير والتحكم. يمكن للمجفف تحقيق تحكم متزامن في بدء التشغيل والإيقاف مع ضاغط الهواء، بالإضافة إلى التحكم عن بُعد من مركز تحكم مركزي، مما يوفر معلومات حول مختلف إشارات الحالة. تُمكّن الميزات القوية للمنتج من تنفيذ وظائف تحكم معقدة سواءً كان يعمل بشكل مستقل أو كجزء من شبكة، مما ينتج عنه نسبة أداء إلى سعر عالية جدًا. يتميز المنتج بعدة جوانب: موثوقية عالية للغاية، مجموعة تعليمات غنية، تشغيل مريح، ميزات تكامل مدمجة واسعة النطاق، إمكانيات اتصال قوية، ووحدات توسعة متنوعة.

محلل النيتروجين

يستخدم جهاز تحليل النيتروجين الذي تنتجه شركة شنغهاي تشانغاي للإلكترونيات.

جهاز عادم أوتوماتيكي للنيتروجين غير المؤهل

عند مخرج خزان معالجة النيتروجين، يتم تركيب منفذ لأخذ عينات النيتروجين للكشف عن نقائه باستخدام محلل النيتروجين. في حال كانت نقاوة النيتروجين غير مطابقة للمواصفات، يُصدر المحلل إشارة للتحكم في الصمام الهوائي لتصريف النيتروجين غير المطابق للمواصفات إلى الغلاف الجوي. وعندما تصبح نقاوة النيتروجين مطابقة للمواصفات، يُرسل المحلل إشارة للتحكم في الصمام الهوائي لتوصيل النيتروجين المطابق للمواصفات إلى موقع المستخدم.