Système de production d'azote à haute pression

Générateur d'azote PSA

Définition

Plusieurs facteurs influencent les niveaux de pureté atteignables dans les générateurs d'azote PSA (pressure swing adsorption).

Matériau adsorbant: le choix du matériau adsorbant, tel que le tamis moléculaire au carbone (CMS) ou la zéolite, joue un rôle crucial dans la détermination des niveaux de pureté possibles.Différents matériaux adsorbants ont des capacités et des sélectivités d'adsorption différentes pour l'oxygène et d'autres impuretésLes adsorbants ayant une plus grande sélectivité pour l'oxygène donneront lieu à une production d'azote de plus grande pureté.

Temps d'adsorption et de désorption: la durée des phases d'adsorption et de désorption au cours du cycle PSA affecte l'efficacité de séparation et donc les niveaux de pureté.Des temps d'adsorption plus longs permettent une élimination plus approfondie des impuretésCependant, des cycles plus longs peuvent réduire le taux global de production d'azote.

Niveaux de pression: la pression de fonctionnement du générateur d'azote PSA a une incidence sur l'efficacité de séparation.,Cependant, des pressions plus élevées peuvent nécessiter plus d'énergie pour la compression.

Débit: Le débit des flux d'air comprimé et d'azote influence le temps de contact entre le gaz et le matériau adsorbant.Les débits optimaux doivent être déterminés pour assurer un temps de contact suffisant pour une adsorption et une désorption efficaces., ce qui affecte les niveaux de pureté atteints.

Nombre de lits d'adsorption: les générateurs d'azote PSA peuvent être conçus avec plusieurs lits d'adsorption en parallèle.L'augmentation du nombre de lits d'adsorption améliore le processus de purification en fournissant une plus grande capacité d'adsorption et en permettant un fonctionnement continuLes lits multiples offrent également une flexibilité pour régénérer le matériau d'adsorption sans interrompre la production d'azote, ce qui conduit à des niveaux de pureté plus élevés.

Conception et contrôle du système: la conception globale et le système de contrôle du générateur d'azote PSA jouent un rôle important pour atteindre les niveaux de pureté souhaités.régulation de pression précise, et un chronométrage précis du cycle assurent une séparation efficace et maximisent la pureté de l'azote.

Concentrations d'impuretés dans le gaz d'alimentation: les concentrations initiales d'impuretés dans le gaz d'alimentation à air comprimé peuvent avoir une incidence sur les niveaux de pureté atteints.Des concentrations d'impuretés initiales plus élevées peuvent nécessiter une capacité d'adsorption plus étendue et des temps de cycle plus longs pour atteindre la pureté souhaitée..

Il est important de noter que les niveaux de pureté atteints sont également influencés par les exigences spécifiques de l'application.Le niveau de pureté nécessaire pour une application particulière déterminera les considérations de conception et l'optimisation du générateur d'azote PSA pour répondre à ces exigences.La consultation des fabricants ou des fournisseurs peut fournir des conseils sur les capacités du système et aider à déterminer la configuration optimale pour atteindre les niveaux de pureté souhaités.

Le fonctionnement d'un générateur d'azote PSA (Pressure Swing Adsorption) comporte deux phases principales: la phase d'adsorption et la phase de désorption.

Phase d'adsorption:
Pendant la phase d'adsorption, de l'air comprimé contenant des impuretés, principalement de l'oxygène, pénètre dans le générateur d'azote PSA.L'air passe par un ou plusieurs lits d'adsorption remplis d'un adsorbant spécialisé, tels que le tamis moléculaire au carbone (SMC) ou la zéolite.
Au fur et à mesure que l'air traverse le lit d'adsorption, le matériau adsorbant adsorbe sélectivement les molécules d'oxygène tout en permettant aux molécules d'azote de passer.Cette séparation est basée sur la différence d'affinités d'adsorption entre l'oxygène et l'azote à la surface du matériau adsorbant..

Le lit d'adsorption retient les molécules d'oxygène, purifiant ainsi efficacement le flux d'air.sort du lit d'adsorption et est collecté sous forme de produit d'azote purifié.

Phase de désorption:
Après la phase d'adsorption, le matériau adsorbant dans le lit devient saturé d'oxygène et d'autres impuretés.le matériau adsorbant doit être régénéré en éliminant les impuretés piégées.
La phase de désorption consiste à réduire la pression dans le lit d'adsorption pour libérer les impuretés adsorbées.Cette réduction de pression provoque le matériel adsorbant à désorber les molécules d'oxygène piégées.

Pour faciliter le processus de désorption, une partie du produit azoté purifié ou un gaz de purge séparé est redirigée à travers le lit (s) dans la direction opposée à la phase d'adsorption.Ce gaz de purge emporte les impuretés désorpées, leur permettant d' être évacués du système.

Une fois la phase de désorption terminée, la pression est restaurée au lit d'adsorption pour le cycle d'adsorption suivant, et le processus est répété.

Les phases d'adsorption et de désorption alternent cycliquement, un ou plusieurs lits d'adsorption étant en phase d'adsorption tandis que les autres sont en phase de désorption.Ce cycle permet une production continue d'azote sans interruption, assurant un approvisionnement constant en azote purifié.

La durée de chaque phase, les niveaux de pression, les débits et le nombre de lits d'adsorption sont contrôlés et optimisés en fonction de la conception et des exigences spécifiques du générateur d'azote PSA.

Dans l'ensemble, les phases d'adsorption et de désorption d'un générateur d'azote PSA permettent l'élimination sélective de l'oxygène et des impuretés de l'air comprimé,résultant dans la production de gaz d'azote de haute pureté.

Spécification

Box Générateur d'azote PSA

Capacité d'azote: 1 à 100 Nm3/h
Pureté de l'azote: 95% à 99,999%
Pression d'azote: 0,5-0,8 MPa (augmentation pour haute pression) Points de rosée d'azote: ≤-40°C (pression atmosphérique)
Énergie de commande: 0,2 kW 220v 50 Hz