Что такое генерация азота методом КЦА
Во многих отраслях промышленности потребность в азоте как ключевом инертном защитном газе продолжает расти. Генераторы азота с адсорбцией при переменном давлении (Установка короткоцикловой адсорбции) отличаются высокой производительностью, низкой стоимостью и простотой использования. Они являются лучшим выбором для производства азота прямо на месте. Основной технологией в этих установках является КЦА. Это интеллектуальный способ, основанный на изменении давления для извлечения азота из сжатого атмосферного воздуха. Этот подход позволяет обойтись без сложных и дорогостоящих методов охлаждения.
Компания DINAK предлагает полный ассортимент генераторов азота КЦА в составе компонентов установок разделения воздуха (ВРУ). Наши генераторы азота КЦА включают в себя воздушный компрессор, устройство для очистки воздуха, буферный резервуар для воздуха, хост-компьютер генератора азота, систему управления и мониторинга и многое другое. Эти установки имеют модульную конструкцию. Они рассчитаны на длительный срок службы и высокую надежность. Это делает их идеальным выбором для постоянного использования на заводах.
Почему КЦА лучше традиционных методов
По сравнению с криогенным разделением воздуха, технология КЦА гораздо быстрее и дешевле в эксплуатации. Генераторы азота с адсорбцией при переменном давлении (КЦА) — это интеллектуальные устройства для разделения газов на месте. Они извлекают высокочистый азот прямо из сжатого воздуха при нормальной комнатной температуре. Эта особенность делает системы КЦА подходящими для мест, где требуется быстрый запуск и регулируемая работа. Криогенные установки требуют больших первоначальных затрат и длительного времени на охлаждение. С другой стороны, генерация азота КЦА позволяет обойтись без этих старых криогенных этапов. Это значительно сокращает затраты на оборудование и ежедневные эксплуатационные расходы. Системы КЦА DINAK позволяют производить азот по мере необходимости с минимальным потреблением энергии. Таким образом, они хорошо подходят для загруженных производственных площадок, где спрос часто меняется.
Принципы технологии КЦА
Основы разделения воздуха
Обычный воздух из атмосферы в основном состоит из азота (78%), кислорода (21%) и небольшого количества других газов. Системы КЦА используют эту обычную смесь. Они забирают наружный воздух в блок обработки воздуха. Этот блок оснащен точными фильтрами, холодными осушителями и фильтрами с активированным углем. Они удаляют масло, воду, грязь и частицы масляного пара из сжатого воздуха. Они подают чистый воздух. Чистый и сухой воздух имеет большое значение. Он помогает углеродному молекулярному ситу (CMS) работать хорошо и дольше. CMS играет главную роль в процессе разделения.
Принцип работы генератора азота КЦА
Основа технологии КЦА заключается в селективной адсорбции. Технология генерации азота с помощью адсорбции при переменном давлении (КЦА) зависит от того, как углеродные молекулярные сита улавливают молекулы газа. При увеличении давления молекулы кислорода преимущественно адсорбируются углеродным молекулярным ситом из-за их более высокой скорости диффузии и кинетического диаметра, в то время как азот проходит через адсорбционный слой. Молекулы азота не прилипают так легко. Поэтому они проходят через слой и собираются в виде конечного газа.
Объяснение цикла адсорбции
Системы КЦА работают в два основных этапа: создание давления для адсорбции и понижение давления для десорбции. Когда углеродное молекулярное сито в одной башне заполняется, установка сразу переключается на вторую башню. Это позволяет работать без остановки. В то же время, заполненная башня сбрасывает давление. Она выпускает уловленный кислород и влагу. Это освежает CMS для следующего цикла. Две или более адсорбционных башен соединяются между собой с помощью тщательно регулируемых клапанов. Они переключаются между этапами «адсорбции» и «десорбции». Таким образом, вся система обеспечивает стабильную подачу высокочистого азота.
Ключевые компоненты систем DINAK КЦА
Установка предварительной очистки сжатого воздуха
Первый этап предварительной очистки обеспечивает полное удаление загрязнений, таких как пыль, капли масла и водяной пар. Этот этап имеет решающее значение для последующего производства азота высокого качества. Он также способствует увеличению срока службы углеродного молекулярного сита. DINAK использует многослойные фильтрующие установки. Они включают в себя холодные осушители и фильтры с активированным углем. Они гарантируют наилучшее качество воздуха, поступающего в систему. Например, на загруженном заводе эта установка может обрабатывать воздух от компрессора с давлением 7-10 бар, отфильтровывая частицы размером до 0,01 микрона, чтобы защитить CMS от засорения.
Конструкция адсорбционных колонн
Системы DINAK используют двухколонную конструкцию внутри основного блока генератора азота. Колонны A и B заполнены углеродными молекулярными ситами. Автоматическое переключение клапанов системы осуществляется с помощью ПЛК-контроллера. Это обеспечивает плавный цикл КЦА без остановок. Наполнители CMS установлены таким образом, чтобы обеспечить максимальную площадь контакта. Это приводит к эффективному разделению газов. На практике продолжительность цикла обычно зависит от чистоты, расхода и рабочего давления, что позволяет обеспечить стабильную производительность азота, например 50 нм³/ч при чистоте 99,9 % в правильно оптимизированных условиях эксплуатации.
Система управления и мониторинга
Современная работа требует точности и автоматического управления. DINAK отвечает этим требованиям благодаря панели управления на базе ПЛК в каждом блоке КЦА. Она работает на ПЛК (программируемом логическом контроллере) и сенсорном экране для полностью автоматической работы. Вы можете устанавливать параметры, наблюдать за чистотой в режиме онлайн, получать интеллектуальные оповещения о проблемах и сохранять прошлые данные. Эта настройка позволяет вам проверять давление, расход и чистоту азота в режиме реального времени. Таким образом, производительность остается стабильной и надежной. Операторы в таких областях, как электроника, часто полагаются на это, чтобы обнаруживать небольшие изменения, что позволяет операторам обнаруживать отклонения в чистоте азота и своевременно принимать корректирующие меры.
Преимущества генераторов азота DINAK КЦА
Быстрый запуск
Криогенные установки требуют нескольких часов или дней для охлаждения перед началом работы. Но генераторы КЦА от DINAK начинают производить полезный азот сразу после включения. Такая быстрота действия очень помогает в областях с изменяющимися потребностями или внезапными запросами на газ. Возьмем, к примеру, линию по упаковке продуктов питания. Если в партии заканчивается азот, система быстро наращивает мощность, чтобы избежать простоев.
Высокая чистота и стабильность
Системы КЦА DINAK позволяют выбирать чистоту от 95% до 99,999% в зависимости от ваших потребностей. Чистота азота легко регулируется в этом диапазоне в соответствии с реальными производственными потребностями. Интеллектуальное управление PLC и стабильная работа CMS поддерживают стабильный уровень чистоты даже при изменении нагрузки. На химических заводах это означает заполнение резервуаров азотом чистотой 99,99% с высоким уровнем эксплуатационной безопасности в отношении утечек кислорода, вызывающих реакции.
Энергоэффективность и низкие эксплуатационные расходы
По сравнению с криогенными или мембранными системами, генераторы азота КЦА требуют меньших затрат на запуск и потребляют меньше энергии в повседневной эксплуатации. В них меньше движущихся частей, а переключение башен происходит самостоятельно. Таким образом, расходы на обслуживание остаются низкими. За год типичная установка производительностью 100 нм³/ч может сократить потребление энергии на 30–50 % по сравнению с традиционными криогенными системами разделения воздуха или поставками азота в баллонах, в зависимости от условий эксплуатации, на основе реальных данных о работе завода.
Компактная конструкция и масштабируемость
Модульные конструкции DINAK занимают мало места, но при этом обеспечивают высокую производительность. Небольшая модульная форма требует всего лишь небольшого пространства. Настройка и тестирование проходят быстро, поэтому производство можно начать в кратчайшие сроки. Расход газа в нашей серии KYPN составляет от 10 Nm³/ч до 250 Nm³/ч. По мере роста потребностей можно легко увеличить мощность. Небольшой цех может начать с модели мощностью 20 Nm³/ч и увеличить мощность до 100 Nm³/ч, соединив несколько агрегатов, без необходимости серьезной перестройки.
Применение в различных отраслях
Металлообработка и лазерная резка
При лазерной резке высокочистый азот обеспечивает аккуратные срезы без изменения цвета от ржавчины. Установки КЦА обеспечивают стабильную подачу для быстрых линий резки. На линии по производству стальных листов, работающей круглосуточно, это гарантирует, что края остаются яркими и точными, что приводит к более чистым краям реза, улучшенному качеству поверхности и более высокой общей эффективности производства по сравнению с резкой на основе воздуха.
Химические заводы
Азот широко используется на химических предприятиях для очистки труб или покрытия опасных материалов. Он обеспечивает защиту химических материалов, продувку трубопроводов и герметизацию продуктов азотом. Во время остановки установки КЦА могут промывать линии азотом со скоростью 50 Нм³/ч для безопасного удаления остатков без искр.
Производство электроники
При изготовлении печатных плат и пайке чистый азот создает пространство без кислорода, предотвращающее ржавчину. Он обеспечивает высокочистые защитные газы для сборки SMT и изготовления электронных компонентов. Например, в печи для пайки азот с чистотой 99,999 % предотвращает дефекты чувствительных микросхем при высоких температурах.
Заключение
DINAK имеет более чем 20-летний опыт в области технологий газовой сепарации. Наши генераторы азота КЦА представляют собой передовое, энергосберегающее и простое в использовании решение для заводского снабжения азотом. Благодаря тщательно спроектированной конструкции адсорбционной колонны и интеллектуальной системе управления DINAK обеспечивает высокую чистоту азота и надежную работу. По сравнению со старыми методами технология КЦА обеспечивает более быстрый запуск, меньшие эксплуатационные расходы и лучшую адаптацию к изменениям. Это делает ее отличным выбором для областей, где требуется надежное производство газа на месте.
Часто задаваемые вопросы
В: Насколько чистый азот производится генератором DINAK КЦА?
О: Системы DINAK КЦА могут производить азот с уровнем чистоты от 95% до 99,999%, в зависимости от требований применения.
В: Какое техническое обслуживание требуется для системы DINAK КЦА?
О: Регулярное техническое обслуживание включает в себя замену фильтров в блоке предварительной обработки, проверку работы клапанов и периодическую проверку углеродного молекулярного сита.
В: Подходит ли генератор DINAK КЦА для небольших предприятий?
О: Да, DINAK предлагает модульные конструкции, которые можно масштабировать и которые занимают мало места, что делает их идеальными как для небольших предприятий, так и для крупных промышленных объектов.
В: Может ли система DINAK КЦА работать в непрерывном режиме?
О: Да, благодаря конструкции с двумя башнями и автоматизированному циклу работы система обеспечивает непрерывное производство без перерывов.
