LM在制氮機(jī)中的應(yīng)用
以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運(yùn)用變壓吸附原理,利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA制氮法。PSA制氮法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié),操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn),故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力,得到眾多中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎,PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻氖走x方法。
工藝原理
PSA制氮機(jī)是根據(jù)變壓吸附原理,采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑,在一定的壓力下,從空氣中制取氮?dú)狻?經(jīng)過(guò)純化干燥的壓縮空氣,在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣的動(dòng)力學(xué)效應(yīng),氧在碳分子篩微孔中擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于氮,氧被碳分子篩優(yōu)先吸附,氮在氣相中被富集起來(lái),形成成品氮?dú)?。然后?jīng)減壓至常壓,吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質(zhì),實(shí)現(xiàn)再生。
一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)吸附塔A和B,一塔吸附產(chǎn)氮,另一塔脫附再生,通過(guò)控制裝置控制氣動(dòng)閥的啟閉,使兩塔交替循環(huán),以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氮?dú)庵康摹?br />
PSA制氮機(jī)的工藝流程包括以下幾部分:冷干機(jī)啟動(dòng)—>延時(shí)—>空壓機(jī)啟動(dòng)—>吸附塔A吸附—>A和B吸附塔均壓—>吸附塔B吸附—>吸附塔A和B均壓—>循環(huán)工作。
系統(tǒng)功能
PLC控制系統(tǒng)主要包括以下幾部分:
1.實(shí)現(xiàn)工藝流程 通過(guò)控制各電磁閥,實(shí)現(xiàn)吸附塔A和B的吸附、均壓等過(guò)程;
2.各狀態(tài)和報(bào)警信息顯示 在各流程中,需要檢測(cè)各工藝過(guò)程的狀態(tài),同時(shí)通過(guò)故障報(bào)警信號(hào)等輸入,來(lái)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài),同時(shí)顯示在HMI中;
3.工藝參數(shù)顯示 通過(guò)傳感器檢測(cè)出罐壓、溫度、含氮量等工藝參數(shù),同時(shí)在HMI上顯示;
4.流速控制 流速?zèng)Q定了氣體在吸附塔中的吸附時(shí)間,即氧分子的吸附時(shí)間:流速高,氧吸附時(shí)間短,產(chǎn)品氣中剩余氧含量高,氮?dú)饧兌鹊?;流速低,氧吸附時(shí)間長(zhǎng),產(chǎn)品氣中剩余氧含量低,氮?dú)饧兌雀?。因此需要根?jù)實(shí)際需求,來(lái)控制壓縮機(jī)氣體流量。
典型配置
采用HOLLiAS LM PLC對(duì)制氮機(jī)進(jìn)行控制,使用的模塊包括CPU模塊LM3108、數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊LM3210、數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊LM3220和LM3223、模擬量輸出模塊LM3320、模擬量輸入模塊LM3310等。其中需要PLC監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象包括各個(gè)罐壓、溫度、氮?dú)夂?、壓縮氣體流量、閥狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警輸入、啟停、報(bào)警指示輸出、閥控制等。同時(shí),系統(tǒng)集成了帶有顯示功能的人機(jī)面板,一方面,可以通過(guò)從人機(jī)界面進(jìn)行參數(shù)的輸入和控制命令的傳達(dá);另一方面,可以及時(shí)反饋機(jī)器的當(dāng)前運(yùn)行狀況和報(bào)警狀態(tài)。
采用HOLLiAS LM系列 PLC對(duì)制氮機(jī)進(jìn)行控制后,制氮機(jī)不但在運(yùn)行安全性方面得到了很大提高,而且還極大地提高了整臺(tái)設(shè)備工作的效率。

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