50006技术要求0424.docx
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50006技术要求0424
技
术
要
求
货物名称:
煤矿地面固定型变压吸附制氮装置
二零一四年四月
一、设计基础条件
1.1大气条件
环境温度:
2℃~40℃
相对湿度:
≤80%
通风良好,周围空气应干净、无油雾,无腐蚀性气体。
1.2原料空气
流量:
≥22.3m3/min(20℃,101.325kPa)(PSA耗气量)
压力:
≥0.8MPa
温度:
≤45℃
含尘粒径:
≤5um
油含量:
≤3mg/m3
CO2:
≤350ppm
C2H2:
≤0.5ppm
CnHm:
≤30ppm
酸性物质:
∑NOx+SO2+HCl+Cl2的和≤8PPm。
1.3电源电压
380V50±1Hz
220V50±1Hz
1.4主要技术指标
氮气产量:
500Nm3/h(20℃,101.325KPa)
氮气纯度:
≥98%V/V(无氧含量)
氧含量:
≤2%
起动时间:
≤30min
氮气出口压力:
0.6MPa
二、制氮工艺流程要求
2.1本项目地面固定式制氮装置由主要由以下部件组成:
------空气压缩系统
------空气净化系统
------空气储罐
------PSA氧氮分离系统
------氮气缓冲系统
------电气控制系统
2.2本项目地面固定式制氮装置工艺流程应尽量满足以下技术要求:
空气经空压机
(1)压缩后,通过管道预过滤器
(2)除去大部分水及滤除>2μm的微粒,再进入冷冻干燥机(3)强制冷却到2℃左右,空气中的水蒸汽凝结成液态水,通过分水过滤器过滤并分离,由自动排污阀排出,使压缩空气的常压露点低于-20℃,然后经精过滤器(4)和超精过滤器(5)过滤除水和油、最后经活性碳除油器(6)深度除油,从而得到洁净的压缩空气。
洁净的压缩空气经手动阀HV1进入空气储罐(7)。
压缩空气从空气储罐出来分为二路:
第一路经手动阀HV2,通过气动阀QV3(或QV4)的开启,以一定的压力和时间间隔,交替进入吸附塔8A(或8B)内,其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附,直径较大的氮分子则通过吸附塔的上部流出,经过气动阀QV9(或QV10)、节流阀LV2进入氮气缓冲罐(10)中以备输出。
当一只吸附塔8A(或8B)处于进气吸附产氮过程时,另一只吸附塔8B(或8A)则处于排气解吸再生过程,排气解吸再生就是通过气动阀QV2(或QV1)的开启,将碳分子筛所吸附的富氧气体通过消声器(9)迅速排入大气中,从而使碳分子筛获得再生。
这样两只吸附塔在不断交替吸附与解吸过程中输出氮气。
吸附塔制取的氮气首先贮存在氮气缓冲罐内,经过粉尘过滤器(11)除尘后,由调压阀TV2、节流阀LV4调节到一定压力和氮气流量。
空气储罐和氮气缓冲罐均设有安全阀AV1和AV2,当系统超压时便放空泄压,以保障设备的安全性。
第二路经球阀BV8和气源二联件(15)输入至电磁阀组DV1~DV10用于驱动气动阀QV1~QV10的启闭提供动力源。
三、设计与选型要求
本项目地面固定式制氮装置各部件设备选型应符合以下参数要求:
3.1空压机
空气压缩机组的作用是向制氮设备提供合格稳定的压缩空气,满足以下技术参数:
排气量:
27.6Nm3/min
排气压力:
0.85MPa
装机功率:
160KW
数量:
一台
3.2空气净化组件
空气净化组件作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油,为氧氮分离组件提供洁净的原料--空气。
满足以下技术参数:
处理气量:
25Nm3/min
出气露点:
≤-20℃
出气含油量:
≤0.003mg/m3
3.2.1管道预过滤器
压缩空气进入管道预过滤器,有效的去除压缩空气中的液态水雾,将压缩空气中>2μm的固体粒子、油雾和水分滤除,并经电子排污阀排出。
,满足以下技术参数:
处理气量:
32Nm3/min
过滤精度:
2μm
滤芯数量:
1只
压力损失:
≤0.01MPa
滤芯更换压差:
≤0.035MPa
除水效率:
≥99%
残余含油量:
≤2PPmw/w
工作压力:
≤1.3MPa
工作温度:
1.5℃~65℃
3.2.2冷冻干燥机
冷冻干燥机的作用是将压缩空气强制冷却到2℃~5℃,空气中的水蒸汽凝结成液态水,通过分水过滤器分离过滤,由排污阀排出,从而使压缩空气的常压露点达到-20℃左右,满足以下技术参数:
处理气量:
26.8Nm3/min
进气温度:
≤60℃
环境温度:
≤35℃
常压露点:
≤-20℃
工作压力:
0.6~1.0MPa
功率:
5.9kW
电源:
380V/50Hz
3.2.3精过滤器
压缩空气经冷干机后进入精过滤器,将压缩空气中>1μm的固体粒子滤除,使残余含油量≤0.1PPmw/w,满足以下技术参数:
处理气量:
32Nm3/min
过滤精度:
1μm
滤芯数量:
1只
压力损失:
≤0.01MPa
滤芯更换压差:
≤0.035MPa
残余含油量:
≤0.1PPmw/w
工作压力:
≤1.3MPa
工作温度:
1.5℃~65℃
3.2.4超精过滤器
压缩空气进入超精过滤器,将压缩空气中>0.01μm的固体粒子滤除,使残余含油量≤0.01PPmw/w,,满足以下技术参数:
处理气量:
32Nm3/min
过滤精度:
0.01μm
滤芯数量:
1只
压力损失:
≤0.012MPa
滤芯更换压差:
≤0.035MPa
残余含油量:
≤0.01PPmw/w
工作压力:
≤1.3MPa
工作温度:
1.5℃~65℃
3.2.5活性炭除油器
除油器内装填活性炭,它的作用是将超精过滤器输出的压缩空气进行深度除油处理,保证压缩空气中油含量≤0.003mg/m3,满足以下技术参数:
处理气量:
25Nm3/min
残余含油量:
≤0.003mg/m3
工作压力:
0.8MPa
设计压力:
1.0MPa
设计温度:
60℃
3.3空气储罐
空气储罐保证提供平稳、洁净的气源,并有利于延长后处理设备的寿命和稳定性,满足以下技术参数:
工作压力:
0.8MPa
设计压力:
1.0MPa
设计温度:
80℃
数量:
1只
3.4氧氮分离系统
氧氮分离系统的作用:
一只吸附塔在压力升高时吸氧产氮,同时另一只吸附塔降压脱氧再生,如此交替循环工作,不断产出氮气。
满足以下技术参数:
产气量:
500Nm3/h
设计氮气纯度:
98%
设计吸附压力:
0.9MPa
3.4.1吸附塔
吸附器采用两塔立式布置,节能型制氮工艺流程,满足以下技术参数:
工作压力:
1.0MPa
设计压力:
1.1MPa
设计温度:
60℃
数量:
2只
3.4.2压紧装置
压紧装置的作用是始终压紧吸附塔内的碳分子筛,防止分子筛因下沉而产生粉化。
必须专门设计安装压紧装置,并具有下限声光报警和下下限自动停机保护功能。
满足以下技术参数:
最大行程:
135mm
数量:
2只
3.4.3消声器
降低设备运行时的噪音。
满足以下技术参数:
处理气量:
50Nm3/min
排气噪声:
≤85dB(A)
数量:
1只
3.4.4、气动阀
气动阀的作用是控制两只吸附塔交替工作。
要求阀门动作迅速、可靠、使用寿命长、体积小、重量轻,满足以下技术参数:
最大工作压力:
0.6-2.5MPa
控制气源压力:
0.3~0.5MPa
切换速度:
≤0.3S
允许压差:
≤1.6MPa
泄漏量:
在允许最大工作压力下泄漏量为零
介质温度:
-20~150℃
环境温度:
-20~55℃
环境湿度:
≤98%
材质:
1Cr18Ni9Ti
数量:
10只
3.4.5电磁阀
电磁阀的作用是控制气动阀,从而使气动阀的开和关来保证吸附塔的正常工作。
满足以下技术参数:
电源电压:
DC24V
绝缘等级:
F级
功率消耗:
3.0W
操作压力:
0.15~0.8MPa
最高操作频率:
4次/秒
反应时间:
≤0.05s
数量:
10只
3.4.6止回阀
作用:
阻止气体逆向流通,满足以下技术参数:
工作压力:
≤1.6Mpa
3.5.氮气缓冲系统
氮气缓冲罐组件主要由缓冲罐、安全阀等组成。
由于PSA制氮的工作状态是加压—均压—减压的快速循环过程,吸附塔输出的氮气纯度和压力存在波动,故工艺流程需要设置缓冲罐,缓冲罐起重要的辅助作用。
满足以下技术参数:
工作压力:
0.6MPa
设计压力:
1.0MPa
设计温度:
80℃
数量:
1只
3.6.检测系统
为计量产品氮气的流量,在缓冲罐的出口侧设置氮气流量、纯度、压力测定仪表,实现氮气流量、纯度、压力在线监测。
3.6.1金属流量计
作用:
检测氮气流量,反馈到控制系统。
满足以下技术参数:
标定压力:
0.8MPa
最高使用压力:
1.6MPa
数量:
1只
3.6.2氮气分析仪
作用:
检测氮气纯度,反馈到控制系统。
满足以下技术参数:
测量范围:
70~99.99%
精度:
98~99.99±0.03%N
输出信号:
4~20mA
电源:
220±10%VAC50±1Hz
响应时间:
15s
环境温度:
0~40℃
数量:
1台
3.7.供配电系统
本项目中地面固定式制氮设备的供配电要求为:
空压机:
160kW380V/50Hz
冷干机:
5.9kW380V/50Hz
控制柜:
0.2kW220V/50Hz
用户电源分别向空压机、冷干及控制柜供电。
四、成套设备的布置要求
本项目地面固定式制氮设备在考虑运输、安装的需要时,应能满足设备的装车、起吊及车载能力的要求。
必须提供成套设备平面布置图并按表1格式提供各部分单套组件尺寸和重量。
表1
名称
组成
外形尺寸(mm)
(长×宽×高)
单台重量(Kg)
备注
五、制氮设备技术文件要求
本项目地面固定式制氮装置工艺流程应满足技术规格书第二节要求,各部件参数应满足技术规格书第三节要求,同时为了保证制氮设备的技术可靠、运行稳定,必须专门设计安装碳分子筛压紧装置,提供制氮设备工艺流程图并按表2格式提供常用备品备件清单。
表2
序号
名称
品牌
型号规格
数量
备注
六、电气控制功能要求
本项目地面固定式制氮设备电气控制功能必须满足以下要求:
Ø氮气纯度、流量、压力在线监测
Ø不合格氮气声光报警。
Ø气动阀门切换由可编程控制器自动控制;
Ø冷干机、过滤器自动排污。
Ø不合格氮气长时报警自动停机功能。
Ø分子筛自动压紧及碳位报警功能,以及时提醒添加分子筛。
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- 50006 技术 要求 0424
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