चीन: दबाव स्विंग सोखना कैसे काम करता है? 

जब औद्योगिक पैमाने पर गैस पृथक्करण या सुखाने की बात आती है तो अक्सर यही पूछा जाता है। बहुत से लोग तुरंत बहुत सारे स्वचालन के साथ जटिल स्थापनाओं की कल्पना करते हैं, लेकिन वास्तव में मुख्य सिद्धांत चक्रीयता है, बहुत सार हैदबाव स्विंग सोखना. स्पष्ट रूप से कहें तो, यह कोई जादू नहीं है, बल्कि नियंत्रित "साँस लेना" है? और ?साँस छोड़ना? अवशोषक. मैंने खुद देखा है कि कार्यशाला में आने वाले नए लोग इंजेक्शन दबाव को सोखने वाले दबाव के साथ भ्रमित कर देते हैं, जिसके कारण उत्पाद की नमी की मात्रा में उतार-चढ़ाव होता है। आइए इसे बिना लांछन के समझें।

प्रक्रिया का मूल: छर्रों के एक टॉवर से कहीं अधिक

मूल विचार कुछ सामग्रियों, जैसे कि जिओलाइट्स या सक्रिय कार्बन, की क्षमता का शोषण करना है, ताकि अणुओं को दबाव में उनकी सतह पर चुनिंदा रूप से रखा जा सके। लेकिन पूरी चाल "वेरिएबल" में है। एक अधिशोषक पर कार्य करता हैसोखना- लक्ष्य घटक को कच्ची धारा से लेता है जबकि दूसरे को दबाव जारी करके, अक्सर वैक्यूम में, और शुद्ध करके पुनर्जीवित किया जाता है। यह स्थैतिक फ़िल्टरिंग नहीं है, यह एक चक्र है। चीन में, कई हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्रों या प्राकृतिक गैस उपचार संयंत्रों में, यह आधार है।

एक सामान्य गलती यह सोचना है कि सोखने का दबाव जितना अधिक होगा, उतना बेहतर होगा। हां, क्षमता बढ़ जाती है, लेकिन एक निश्चित सीमा के बाद, संपीड़न के लिए ऊर्जा लागत सभी लाभों को खा जाती है। हमें एक संतुलन बिंदु की तलाश करनी होगी। मुझे एथिलीन सुखाने की एक परियोजना याद है, जहां शुरू में दबाव 12 बार पर सेट किया गया था, और अंततः, परीक्षण चलाने के बाद, यह 9 तक गिर गया। सोखना थोड़ा धीमा था, लेकिन आणविक चलनी की सेवा जीवन में काफी वृद्धि हुई, और ऊर्जा की खपत अधिक किफायती थी।

मुख्य पैरामीटर जिसे मैं हमेशा देखता हूं वह परत में सोखने वाले मोर्चे का आकार है। यदि यह बहुत धुंधला है या, इसके विपरीत, तेज है, लेकिन एक बड़े दबाव ड्रॉप के साथ, कुछ गड़बड़ है। या तो दाने पके हुए हैं, या स्रोत गैस में अशुद्धियाँ हैं जो अधिशोषक को विषाक्त कर देती हैं। बेशक, आप इसे दृश्य रूप से नहीं देख पाएंगे, लेकिन आउटलेट और दबाव ड्रॉप पर ऑनलाइन विश्लेषकों के अनुसार, सब कुछ स्पष्ट हो जाता है।

विशोषण: जहां मुख्य हानि निहित है

पुनर्जनन चरण, दबाव से मुक्ति - यह सबसे दर्दनाक बात है। जगह। बहुत से लोग सोचते हैं कि दबाव को वायुमंडल में छोड़ देना ही काफी है और अधिशोषक तैयार है। व्यवहार में, इस तरह से बहुत सारे उत्पाद (जैसे हाइड्रोजन) नष्ट हो जाते हैं, और अधिशोषक स्वयं खराब रूप से शुद्ध होता है। इसलिए, एक प्रभावी योजना एक बहु-चरणीय दबाव विमोचन (संतुलन विशोषण) है जिसके बाद शुद्धिकरण किया जाता है। अक्सर, पहले से ही शुद्ध किए गए उत्पाद का कुछ हिस्सा शुद्ध करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो एक बंद चक्र बनाता है।

यहां एक वास्तविक मामला है: हवा से नाइट्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक स्थापना में, उन्होंने इसकी खपत को कम करके शुद्ध गैस को बचाने की कोशिश की। परिणामस्वरूप, जिओलाइट से नमी पूरी तरह से नहीं हटी और कई चक्रों के बाद आउटलेट पर ओस बिंदु खत्म हो गया। मुझे रुकना पड़ा और गहन तापीय पुनर्जनन करना पड़ा - डाउनटाइम और नुकसान। यह एक क्लासिक अनुकूलन गलती है.दबाव स्विंग सोखना.

वैक्यूम डिसोर्प्शन (वीपीएसए) के साथ एक दिलचस्प बिंदु। यह अक्सर हवा से ऑक्सीजन निकालने का सबसे अच्छा तरीका है। स्तंभ में दबाव को उच्च निर्वात में कम करने से विशोषण के लिए प्रेरक शक्ति तेजी से बढ़ जाती है। लेकिन यहां समस्याएं हैं - आपको उच्च गुणवत्ता वाले वैक्यूम पंप और सिस्टम की पूर्ण मजबूती की आवश्यकता है। जरा सा रिसाव और कार्यक्षमता हमारी आंखों के सामने गिर जाती है। मैंने उन प्रतिष्ठानों के साथ काम किया जो रोटरी वेन पंपों का उपयोग करते थे, इसलिए उन्हें मुख्य उत्पादन लाइन की तुलना में अधिक सख्ती से, लगभग समय पर बनाए रखना पड़ता था।

सामग्री मायने रखती है: सभी जिओलाइट समान नहीं बनाए गए हैं

अधिशोषक का चयन सफलता का 50% है। सुखाने के लिए - जिओलाइट 3ए या 4ए। वायु मिश्रण को नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में अलग करने के लिए - जिओलाइट 5A या 13X। लेकिन यह कोई हठधर्मिता भी नहीं है. उदाहरण के लिए, बायोगैस से CO2 प्राप्त करने के लिए बेहतर क्षमता वाली संशोधित सामग्रियों का अब सक्रिय रूप से परीक्षण किया जा रहा है। कई डिजाइन संस्थानों को कच्चे माल की आपूर्ति करने वाले चीनी अधिशोषक निर्माताओं ने इस संबंध में काफी प्रगति की है।

सामग्री का मूल्यांकन करते समय मैं क्या देखूं? स्थिर क्षमता पर डेटा के साथ न केवल फ़ैक्टरी पासपोर्ट पर। यांत्रिक घर्षण प्रतिरोध महत्वपूर्ण है। निरंतर दबाव बूंदों के साथ चक्रीय मोड में, कण एक दूसरे के खिलाफ और उपकरण की दीवारों के खिलाफ रगड़ते हैं। यदि ताकत कम है, तो छह महीने के बाद दानों की जगह धूल रह जाएगी, जो ट्यूबों और वाल्वों को बंद कर देगी। एक सस्ते दिखने वाले जिओलाइट के साथ एक दुखद अनुभव हुआ - 4000 चक्रों के बाद, धूल झाड़ना विनाशकारी था।

एक और बारीकियां कणिकाओं का आकार है। बेलनाकार बाहर निकला हुआ या गोलाकार? गेंदें आम तौर पर कम प्रवाह प्रतिरोध और अधिक समान वितरण प्रदान करती हैं, लेकिन अधिक महंगी भी होती हैं। कुछ अनुप्रयोगों के लिए जहां दबाव में गिरावट महत्वपूर्ण है, यह मूल्य अंतर कंप्रेसर ऊर्जा बचत से ऑफसेट होता है। ये वे विवरण हैं जिन पर तकनीकी डिजाइन चरण में काम किया जा रहा है।

स्वचालन और वाल्व: प्रणाली की नसें

अधिशोषण-अवशोषण चक्र मिनटों, कभी-कभी दसियों मिनट तक चलता है। किसी दिए गए प्रोग्राम के अनुसार सब कुछ वायवीय या सोलनॉइड वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इन वाल्वों की विश्वसनीयता निरंतर संचालन की कुंजी है। सबसे आम विफलता प्रवाह स्विच वाल्व का चिपकना या धीमा संचालन है। इस वजह से, कच्ची और शुद्ध गैस मिश्रित हो जाती है, और उत्पाद की गुणवत्ता तुरंत गिर जाती है।

इसलिए, गंभीर इंस्टॉलेशन में वे न केवल एक टाइमर स्थापित करते हैं, बल्कि एक सिस्टम भी स्थापित करते हैं जो सोखने के मोर्चे की स्थिति की निगरानी करता है (अक्सर तापमान सेंसर या संरचना विश्लेषण का उपयोग करके) और चक्र अवधि को समायोजित कर सकता है। यह अब एक बुनियादी पीआईडी ​​नियंत्रक नहीं है, बल्कि अधिक जटिल तर्क है। हमने इसे अमोनिया संयंत्र के लिए हाइड्रोजन शुद्धिकरण संयंत्र में लागू किया - हम सफलता के क्षण के अधिक सटीक निर्धारण के कारण उत्पाद की उपज को 3-5% तक बढ़ाने में कामयाब रहे।

वैसे, सफलता के बारे में। यह वह क्षण है जब अधिशोषक संतृप्त होता है और लक्ष्य अशुद्धता शुद्ध धारा में दिखाई देती है। आदर्श रूप से, चक्र स्विचिंग थोड़ा पहले होनी चाहिए। लेकिन यदि वाल्व कुछ सेकंड की देरी से भी संचालित होता है, तो उत्पादों का बैच विनिर्देशों का अनुपालन नहीं कर सकता है। सिस्टम को रिज़र्व के साथ कॉन्फ़िगर करना आवश्यक है, जो अवशोषक मात्रा का उपयोग करने की समग्र दक्षता को कम कर देता है। सुरक्षा और अर्थशास्त्र के बीच शाश्वत समझौता।

अभ्यास से: ड्राइंग से कमीशनिंग तक

सिद्धांत तो सिद्धांत है, लेकिन व्यवहार ही सब कुछ तय करता है। आइए, उदाहरण के लिए, एक डिज़ाइन संस्थान को लें जो ऐसे समाधानों में विशेषज्ञता रखता है। चलिए बताते हैंचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैhttps://www.yzkjhx.ru). यह बिल्कुल वही संरचना है जो एक रासायनिक प्रौद्योगिकी कंपनी से विकसित हुई है और औद्योगिक संयंत्रों के डिजाइन में लगी हुई है। उनका काम सिर्फ एक एडसॉर्बर को बेचना नहीं है, बल्कि ग्राहक के विशिष्ट कार्य के लिए पूर्ण तकनीकी व्यवस्था की गणना करना है।

उनके अभ्यास में, जैसा कि मैं सहकर्मियों के साथ बातचीत से समझता हूं, धातु विज्ञान या रसायन विज्ञान के लिए गैस पृथक्करण की समस्याएं अक्सर सामने आती हैं। यहीं पर सारी सूक्ष्मताएँ काम आती हैंदबाव स्विंग सोखना. मान लीजिए कि आपको कनवर्टर के लिए ऑक्सीजन प्राप्त करने की आवश्यकता है। VPSA इंस्टालेशन लें. अधिशोषकों की संख्या की गणना की जाती है (अक्सर 2 या 3, ताकि एक आरक्षित या भरने/डंपिंग चरण में हो), 13X जिओलाइट का चयन किया जाता है, और वाल्व सर्किट और नियंत्रण प्रणाली डिज़ाइन की जाती है।

लेकिन मजा कमीशनिंग के दौरान शुरू होता है। सभी गणनाएँ एक मॉडल हैं. वास्तव में, साइट पर हवा की संरचना में उतार-चढ़ाव हो सकता है (आर्द्रता, CO2 सामग्री), और परिवेश का तापमान कंप्रेसर और वैक्यूम पंप के संचालन को प्रभावित करता है। इसलिए, ट्यूनर इष्टतम मापदंडों को खोजने में सप्ताह बिताते हैं: चक्र के प्रत्येक चरण की अवधि, सोखना दबाव, विशोषण के दौरान वैक्यूम की डिग्री, शुद्ध गैस प्रवाह। कभी-कभी वे मूल रूप से डिज़ाइन किए गए वाल्व स्विचिंग अनुक्रम को भी बदल देते हैं। यह श्रमसाध्य कार्य है, जिसका परिणाम वर्षों तक स्थिर 93-95% ऑक्सीजन उत्पादन है।

यह ऐसे संस्थानों में है कि व्यावहारिक अनुभव संचित है जो आपको पाठ्यपुस्तकों में नहीं मिलेगा: चक्रीय भार के तहत फ्लैंग्स पर कौन सी सीलिंग सामग्री सबसे अच्छी तरह से पकड़ती है, कंप्रेसर के सामने ड्रायर से घनीभूत जल निकासी को ठीक से कैसे व्यवस्थित करें ताकि पानी के साथ सोखने वाले में बाढ़ न आए, SCADA सिस्टम ग्राफ़ पर छोटे दबाव के उतार-चढ़ाव की व्याख्या कैसे करें। यह नियंत्रण कक्ष में काम के घंटों और असफल प्रक्षेपणों के विश्लेषण द्वारा भुगतान किया गया ज्ञान है।

किसी निष्कर्ष के बजाय: ज़ोर से सोचना

तो, शीर्षक प्रश्न पर वापस आते हैं...दबाव स्विंग सोखनाएक जीवित, सांस लेने की प्रक्रिया है। इसे केवल एक पौधे से दूसरे पौधे में कॉपी नहीं किया जा सकता और समान परिणाम की उम्मीद नहीं की जा सकती। यह हमेशा सोर्शन के सिद्धांत, उपकरण के व्यावहारिक यांत्रिकी, फिटिंग की विश्वसनीयता और अंततः, अर्थशास्त्र के बीच एक संतुलन होता है। कभी-कभी ऐसा लगता है कि एक और दबाव राहत चरण जोड़कर, आप उत्पाद का अतिरिक्त प्रतिशत निचोड़ लेंगे, लेकिन सिस्टम को इतना जटिल बना देंगे कि इसे बनाए रखना लाभहीन हो जाएगा।

इन चक्रों को देखने के वर्षों में मैंने जो मुख्य बात सीखी है वह यह है कि आपको सिस्टम को महसूस करने की आवश्यकता है। केवल संख्याओं को न देखें, बल्कि समझें कि आज आउटलेट ओस बिंदु समान सेटिंग्स के साथ कल की तुलना में आधा डिग्री अधिक क्यों है। हो सकता है कि वायुमंडलीय दबाव कम हो गया हो, हो सकता है कि अवशोषक पुराना होने लगा हो, या हो सकता है कि सेंसर बस "रोया" हो। यह अब शुद्ध तकनीक नहीं है, यह एक शिल्प है। और चीन में, औद्योगिक प्रतिष्ठानों के अपने विशाल बेड़े के साथ, ऐसे कारीगरों की पूरी सेनाएं हैं जो जानते हैं कि कैसे सोखने वालों को स्थिर और कुशलता से काम करना है। और उल्लिखित डिज़ाइन संगठन जैसी कंपनियां ठीक वही नोड हैं जहां यह ज्ञान संचित होता है और नई कार्यशील परियोजनाओं में परिवर्तित होता है।