PSA-Stickstoffgenerator

Die Stickstofferzeugung mittels Druckwechseladsorption (PSA) ist eine fortschrittliche Gastrenntechnologie, die hochwertige, effiziente Kohlenstoffmolekularsiebe als Adsorptionsmittel nutzt. Sie basiert auf dem Prinzip der Druckwechseladsorption bei Umgebungstemperatur, um Luft zu trennen und Stickstoffgas mit einer Reinheit von 99,5 % zu erzeugen. Dieses Verfahren beruht auf dem Prinzip der „Sauerstoffabsorption unter hohem Druck und Sauerstoffabgabe unter normalem Druck“.

Die Diffusionsgeschwindigkeiten von Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen unterscheiden sich auf der Oberfläche des Kohlenstoffmolekularsiebs. Kleinere Sauerstoffmoleküle (O₂) diffundieren schneller und dringen leichter in die Mikroporen des effizienten Kohlenstoffmolekularsiebs ein, während größere Stickstoffmoleküle (N₂) langsamer diffundieren und seltener in die Mikroporen eindringen. Diese selektive Adsorptionseigenschaft des Kohlenstoffmolekularsiebs führt innerhalb kurzer Zeit zu einer Anreicherung von Sauerstoff in der adsorbierten Phase und von Stickstoff in der Gasphase. Dies ermöglicht die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff und führt letztendlich unter PSA-Bedingungen zu einer Anreicherung der Gasphase mit Stickstoff.

Nach einer gewissen Zeit stellt sich ein Stickstoffadsorptionsgleichgewicht ein. Durch Absenken des Drucks gibt das Kohlenstoffmolekularsieb den adsorbierten Sauerstoff ab – dies ist der Regenerationsprozess. Je nach Regenerationsdruck unterscheidet man zwischen Vakuum- und Normaldruckregeneration. Die Normaldruckregeneration ermöglicht eine vollständige Regeneration des Kohlenstoffmolekularsiebs und erleichtert somit die Gewinnung von hochreinem Gas.

Der PSA-Stickstoffgenerator basiert auf der Druckwechseladsorptionstechnologie. Er besteht typischerweise aus zwei parallelen Adsorptionstürmen, die von einem vollautomatischen Steuerungssystem geregelt werden. Dieses System folgt einer festgelegten programmierbaren Sequenz und wechselt zwischen Druckadsorption und Druckentlastungsregeneration, um die Stickstoff-Sauerstoff-Trennung zu erreichen und hochreines Stickstoffgas zu gewinnen.

Die Leistungsfähigkeit des effizienten Kohlenstoffmolekularsiebs, insbesondere seine dynamische Adsorptionskapazität und sein Trennfaktor, bestimmen die Qualität des Stickstoffgenerators.

Luftkompressor → Luft-Nasstank → Filter der Klasse C → Kalttrockner → Filter der Klassen T/A/D → regenerativer Mikro-Adsorptionstrockner → Filter der Klasse T → Luftprozesstank (Trockentank) → PSA-Stickstoffmaschinen-Hauptgerät → Stickstoffprozesstank (unqualifiziert leer, qualifizierter Ausgang) → Stickstoffspeicher-Drucktank → Stickstoffverbrauchsstelle.

Hochwertiges, effizientes Kohlenstoffmolekularsieb

Auswahl: Hochwertige, effiziente Kohlenstoffmolekularsiebe gewährleisten maximale Energieeinsparungen, geringeren Stromverbrauch und ein reduziertes Luftverlustverhältnis. Das kundenspezifische Kohlenstoffmolekularsieb der Firma Hongbo zeichnet sich durch hohe Härte, geringe Pulverisierungsneigung, hohe Stickstoffrückgewinnungsrate und lange Lebensdauer aus. Das Kohlenstoffmolekularsieb ist ein entscheidender Schritt zur Sicherstellung eines niedrigen Luftverlustverhältnisses: Laut Herstellerangaben wird bei der Adsorption

Der Druck im Adsorptionsturm beträgt 0,7 MPa, die Reinheit des erzeugten Stickstoffs liegt bei 99,5 %. Nach jahrelanger praktischer Messung und Erprobung hat unser Unternehmen eine 10%ige Reserve bei einem Abfallverhältnis von 3:1 für eine Reinheit von 99,5 % festgelegt. Das Abfallverhältnis ist ein entscheidender Faktor für die Betriebskosten des Stickstoffgenerators – weniger Abfall bedeutet einen geringeren Stromverbrauch des Luftkompressors und somit niedrigere Betriebskosten. Lebensdauer: Das von unserem Unternehmen verwendete Kohlenstoffmolekularsieb zeichnet sich durch höchste Kapazität und Stabilität aus und hat eine Lebensdauer von 8–10 Jahren.

Beijing Kunlun Tongtai Mensch-Maschine-Schnittstelle Touchscreen-Steuerung

Das Systemflussdiagramm wird auf dem Touchscreen angezeigt und zeigt den Echtzeit-Betriebszustand des Stickstoffgenerators, die Gasflussrichtung und weitere Informationen an. Der Touchscreen zeigt die akkumulierte Betriebszeit an und gibt nach 8000 Betriebsstunden eine Wartungserinnerung aus. Diese Erinnerung bleibt 24 Stunden lang bestehen, führt aber nicht zu einer automatischen Abschaltung. Der Touchscreen enthält elektronische Handbücher, Schaltpläne, Flussdiagramme, Wartungschecklisten, Betriebsanweisungen und Fehlermeldungen, die alle für den Benutzer abrufbar sind. Das Gerät ist mit vier Fernalarmsignalen ausgestattet: 1. Alarm bei niedrigem Lufteinlassdruck; 2. Alarm bei niedrigem Stickstoffauslassdruck; 3. Alarm bei zu hoher Stickstoffreinheit; 4. Alarm bei hohem Stickstofftaupunkt; 5. Alarm bei nicht normgerechtem Stickstoff. Diese Signale können auf dem Touchscreen angezeigt und über die für das Prozessleitsystem (DCS) reservierten SPS-Schnittstellen mittels RS485- und MODBUS-Kommunikationsprotokollen an den Standort des Benutzers übertragen werden.

Fortschrittliche Verpackungstechnologie sichert die Lebensdauer der Anlagen

Das effiziente Kohlenstoffmolekularsieb wird nach dem „Blizzard“-Verfahren gepackt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung ohne Toträume gewährleistet und die Staubbildung minimiert wird. Der Adsorptionsturm nutzt mehrstufige Luftverteilungsanlagen und automatische Kompressionsvorrichtungen für das Kohlenstoffmolekularsieb, um die Adsorptionsleistung und den Kompressionszustand zu gewährleisten und die Lebensdauer des Siebs effektiv zu verlängern. Darüber hinaus ermöglicht unser einzigartiges Packverfahren mit einer verlängerten, drehbaren Vibrationsplattform eine dichtere und gleichmäßigere Packung des Kohlenstoffmolekularsiebs, reduziert die Reibung auf ein Minimum und verhindert so die Staubbildung während des Adsorptionsprozesses.

Während des Kompressionsprozesses sorgt zunächst eine Vibrationsplattform für eine gleichmäßige Kompression des Kohlenstoffmolekularsiebs. Anschließend wird eine Hochdruckluftkanone eingesetzt, um die Dichte und Festigkeit zu erhöhen, bevor die Kompressionsvorrichtung installiert wird.

Einzigartige Struktur des Adsorptionsturms

Der Boden des Adsorbers verfügt über einen einzigartigen, lotusförmigen Luftverteiler, der den Aufprall des Hochdruckluftstroms auf das Kohlenstoffmolekularsieb verhindert und so dessen Lebensdauer verlängert. Er gewährleistet zudem eine gleichmäßige Gasverteilung, wodurch die Effizienz des Kohlenstoffmolekularsiebs deutlich gesteigert und der Energieverbrauch gesenkt wird. Im Inneren des Adsorptionsturms leitet eine spezielle Gasdiffusionsvorrichtung Druckluft durch einen Zyklon. Spezielle Aluminiumoxid-Keramikkugeln (die aufgrund ihrer Kugelform und Härte eine S-förmige Gasströmung erzeugen) ermöglichen den Kontakt des Gases mit dem Aktivkohlemolekularsieb. Dies reduziert nicht nur die Belastung des Kohlenstoffmolekularsiebs erheblich, sondern ermöglicht auch eine gleichmäßigere Gasadsorption, wodurch die Stickstofferzeugungseffizienz gesteigert und die Lebensdauer des Siebs verlängert wird.

Pneumatische Schrägsitzventile und Magnetventile

Wir verwenden bekannte pneumatische Schrägsitzventile und importierte Magnetventile mit einer Öffnungszeit von 0,05 Sekunden und einer normalen Lebensdauer von über 2 Millionen Zyklen, die sich durch einfache Konstruktion, zuverlässige Abdichtung, schnelles Schließen und einfache Wartung auszeichnen und einen zuverlässigen Betrieb der Sauerstofferzeugungsanlage gewährleisten.

Intelligente programmierbare Steuerung von Siemens

Unser Stickstoffgenerator ist mit einer SPS-Steuerung (Speicherprogrammierbare Steuerung) von Siemens ausgestattet, die eine hervorragende Regelbarkeit und einen effizienten Betrieb gewährleistet. Sie zeigt alle Betriebsparameter, Statusmeldungen und Fehlersignale an und passt sich automatisch an Laständerungen an. Das Steuerungssystem umfasst ein LCD-Display, das neben der Funktionsanzeige auch flexible Parametereinstellungen und -steuerung ermöglicht. Der Trockner kann mit dem Luftkompressor eine verriegelte Start-Stopp-Steuerung realisieren und lässt sich zudem von einer zentralen Leitwarte aus fernsteuern, wobei Rückmeldungen zu verschiedenen Statusmeldungen bereitgestellt werden. Die leistungsstarken Funktionen des Produkts ermöglichen komplexe Steuerungsfunktionen sowohl im Einzelbetrieb als auch im Netzwerkbetrieb und führen zu einem sehr hohen Preis-Leistungs-Verhältnis. Er zeichnet sich durch höchste Zuverlässigkeit, einen umfangreichen Befehlssatz, komfortable Bedienung, umfangreiche Integrationsmöglichkeiten, starke Kommunikationsfähigkeit und vielfältige Erweiterungsmodule aus.

Stickstoffanalysator

Verwendet einen Stickstoffanalysator der Firma Shanghai Changai Electronics.

Automatische Abgasabsaugung für nicht qualifizierten Stickstoff

Am Auslass des Stickstoffprozesstanks befindet sich eine Stickstoffprobenahmestelle zur Reinheitsprüfung mittels Stickstoffanalysator. Ist die Stickstoffreinheit nicht den Anforderungen entsprechend, gibt der Analysator ein Signal zur Ansteuerung des pneumatischen Ventils aus, um den nicht normgerechten Stickstoff in die Atmosphäre abzulassen. Entspricht die Stickstoffreinheit den Standards, sendet der Analysator ein Signal zur Ansteuerung des pneumatischen Ventils, um dem Anwender normgerechten Stickstoff zuzuführen.