Технологии

Воздухоразделительное оборудование

В настоящее время кислород, азот широко используются в ходе производственных процессов в самых разных отраслях промышленности. Как правило, потребители приобретают нужный им газ в газообразном или жидком виде у сторонних поставщиков, однако такая схема организации снабжения имеет ряд существенных недостатков (зависимость от производителя, завышенные цены, возможное низкое качество газа). Самое верное решение этой проблемы – приобрести специализированное воздухоразделительное оборудование и наладить самостоятельное производство газа из сжатого воздуха.

Предлагаемое нашей компанией воздухоразделительное оборудование работает на основе технологии кба (короткоцикловая безнагревная адсорбция), то есть схема работы подобного оборудования базируется на свойствах адсорбирующих материалов поглощать молекулы азота и примесных газов, выделяя кислород или азот. В промышленном производстве генераторы кба используются на протяжении многих лет и успели доказать свою эффективность, надежность и высокое качество выпускаемого продукта.

Прежде чем более подробно рассматривать генераторы кба, мы бы хотели сразу ответить на вопрос о том, что такое короткоцикловая адсорбция и какими преимуществами обладает кба по сравнению с другими методами получения газов.

Технология короткоцикловой безнагревной адсорбции

Сразу заметим, что кба отлично подходит для разделения практически любого газа. В данном случае под адсорбцией понимается связывание молекул газа поверхностью твердых тел, которое, в свою очередь, зависит от типа молекул и свойств адсорбирующей поверхности. В большинстве случаев генераторы кба используют адсорбенты в виде гранул, шариков или специальных прессованных элементов. Наиболее известные адсорбенты, используемые в ходе процесса кба, - это активированный уголь, активированный глинозем, углеродные молекулярные сита или силикагель.

Кроме того, короткоцикловая адсорбция использует и функцию давления. По сути дела, весь процесс кба строится на том, что в генераторы кба подается смесь газов при повышенном давлении, отдельные элементы которой поглощаются адсорбентами, а неадсорбируемые газы проходят через аппарат в специальные накопители, то есть происходит процесс газоразделения. При этом следует учитывать, что короткоцикловая безнагревная адсорбция нуждается в постоянном равновесии между процессами адсорбции и десорбции. Для этой цели адсорбент, используемый генераторами кба, необходимо регенерировать – очищать с его поверхности поглощенные компоненты. Для достижения этой цели, в процессе кба применяются либо повышенные температуры, либо сбрасывание давления. Последняя методика стала стандартом де-факто и используется наиболее часто.

Огромную популярность методика кба получила за счет своих несомненных преимуществ перед другими способами разделения газов. О них и пойдет речь в следующем разделе.

Преимущества, которыми обладает короткоцикловая адсорбция:

• генераторы кба отличаются быстрым стартом и остановкой, чего не скажешь об обычных криогенных блоках;
• без особых энергетических затрат воздухоразделительное оборудование, использующее принцип кба, может менять производительность от 5 до 100 процентов;
• низкие затраты на установку и обслуживание оборудования;
• крайне простое аппаратное управление;
• возможность дистанционного управления;
• длительное использование адсорбента без необходимости его замены;
• воздухоразделительное оборудование стоит существенно дешевле аналогичных установок для разделения газа.

Преимущества генераторов КЦА

Легкость получения продукта наивысшей чистоты	Стабильные показатели на выходе	Срок службы более 10 лет	Оптимальное соотношение цена/качество	Возможность расширения
Простое управление	Низкая стоимость обслуживания	Идеально для применения на высокотехнологичном производстве	Работа при экстремально низких и высоких температурах	Подтверждение пригодности для работы с пищевыми продуктами

Принципы работы газоразделительных установок

Таблица целевых продуктов

Целевой продукт	Состав смеси	Конечный состав смеси
Азот, N2	Воздух: 79 %	90-99,8 %
Кислород, О2	Воздух: 21 %	25-45 %
Сухой воздух	влажность 100 %	точка росы -600С
Метан CH4 (из природного газа)	50-70 %	до 99 %
Водород, H2	50-90 %	до 99,9 %
СО2 (удаление из природного газа)	20-65 %	1-5 % масс.
СО2 (концентрирование)	40-80 %	До 98 %

За счет своих преимуществ генераторы кба широко используются в процессе промышленного производства, однако следует заметить, что воздухоразделительное оборудование от разных производителей может использовать разные принципы адсорбции. На сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие разновидности кба:

• напорные - Pressure Swing Adsorbrion (PSA);
• вакуумные - Vacuum Swing Adsorbtion (VSA);
• смешанные - Vacuum Pressure Swing Adsorbtion (VPSA).

Напорные генераторы кба извлекают азот (или кислород) при давлении выше атмосферного. При этом стадия регенерации протекает при обычном атмосферном давлении. В вакуумном оборудовании используется кба при нормальном атмосферном давлении, а процесс регенерации – при отрицательном. Смешанные генераторы кба сочетают изменение положительного и отрицательного давления для достижения наиболее эффективных результатов.

Несмотря на некоторые принципиальные различия, процесс кба протекает одинаково на всех типах оборудования. Воздух проходит через один из 2-х работающих адсорберов и обогащается азотом или кислородом в зависимости от типа используемого адсорбента. Затем обогащенная смесь попадает во второй адсорбер, где она продувается частью произведенного воздуха и одновременно проходит процедуру очистки от нежелательных включений, после чего нужный выделенный газ попадает в накопительные емкости и может применяться в производственных целях.

 

Дополнительную информацию о газоразделительном оборудовании вы можете получить, позвонив нам, и опытные специалисты помогут подобрать наиболее эффективные генераторы кба и проконсультируют по всем возникшим у вас вопросам.

Генераторы азота КЦА – многосоставные устройства, состоящие из алюминиевых колонн высокой прочности. Каждая из колонн содержит сдвоенные камеры УМС (расшифровка: углеродных молекулярных сит). УМС является тем материалом, благодаря которому удаляется кислород из сжатого воздуха и остаточные газы. Происходит это за счет молекулярной абсорбции – есть возможность применять азот в качестве одной из производной газа.