Membrānas atdalīšanas slāpekļa ģenerators naftas atradnēm

Membrānas modulis izmanto asimetriskas dobās šķiedras membrānas tehnoloģiju, lai atdalītu un bagātinātu slāpekli no saspiesta gaisa. Gaiss satur 78% slāpekļa, 21% skābekļa, 0.9% argona un 0.1% citu komponentu. Membrānas modulis ražo kvalificētu slāpekli, izmantojot selektīvās caurlaidības principu. Dažādi gāzes komponenti izšķīst un difundējas membrānā, veidojot savus unikālos caurlaidības ātrumus. Skābeklis ir ātra gāze, kas ātri izšķīst un izplūst cauri membrānas sienai, kamēr slāpeklis joprojām plūst pa šķiedru pavedienu iekšējo dobumu, veidojot ar slāpekli bagātinātu gāzes plūsmu. Ar skābekli bagātinātā gāzes plūsma jeb permeāta gāze izplūst no membrānas atmosfēras spiedienā un tiek izvadīta. Atdalīšanas virzītājspēks ir parciālā spiediena starpība, ko veido dažādie gāzes komponenti starp membrānas iekšējo un ārējo dobumu.

Procesa plūsma:

Saspiestu gaisu žāvē ar atdzesētu žāvētāju vai adsorbcijas žāvētāju un pēc tam attīra caur filtru. Attīrīto gaisu ar elektrisko sildītāju uzsilda līdz noteiktai temperatūrai un visbeidzot nonāk membrānas separatora dobo šķiedru saišķos. Spiediena ietekmē ūdens tvaiki un skābeklis ātri izkļūst cauri membrānas sienai, bet slāpeklis lēnām izkļūst un tiek aizturēts. Tīrības kontroles sistēmas darbības rezultātā nekvalificēts slāpeklis tiek izvadīts, un ražošanā tiek izmantots kvalificēts slāpeklis.

Membrānas slāpekļa ģenerators sastāv no dobās šķiedras membrānas moduļa, gaisa filtrācijas ierīces, gaisa sildīšanas sistēmas, sistēmas aizsardzības ierīces, tiešsaistes plūsmas tīrības noteikšanas sistēmas, kā arī vadības un elektriskajām ierīcēm. Katras ierīces funkcijas ir aprakstītas turpmāk.

1. Dobšķiedru membrānu grupa: Izmantojot asimetrisku dobšķiedru membrānu tehnoloģiju, lai atdalītu un bagātinātu slāpekli no saspiesta gaisa.

2. Gaisa filtrācijas ierīce: tā no saspiestā gaisa atdala visus eļļas komponentus, panākot 0 ppm eļļas saturu, un likvidē cietās un šķidrās daļiņas, kas lielākas par 0.01 μm.

3. Gaisa sildīšanas sistēma: Membrānas modulim ir jādarbojas noteiktā temperatūrā, lai sasniegtu atbilstošu gāzes ražošanas ātrumu. Tāpēc ieplūdes cauruļvadā ir uzstādīts elektriskais gaisa sildītājs, kas spēj automātiski regulēt temperatūru. Temperatūras kontroli nosaka termiskais rezistors, un temperatūras regulēšanas izeja tiek automātiski pielāgota atbilstoši PID.

4. Sistēmas aizsardzības ierīce: šī ierīce galvenokārt kalpo membrānas moduļa aizsardzībai. Piemēram, tā novērš membrānas moduļa bojājumus augstas temperatūras dēļ.

5. Tīrības un plūsmas ātruma tiešsaistes noteikšanas sistēma: slāpekļa analizators tiešsaistē nosaka skābekļa saturu slāpeklī, savukārt plūsmas mērītājs tiešsaistē mēra slāpekļa plūsmas ātrumu.