Generator azotu z separacją membranową dla złóż ropy naftowej

Moduł membranowy wykorzystuje technologię asymetrycznej membrany z włókien kanalikowych do oddzielania i wzbogacania azotu ze sprężonego powietrza. Powietrze zawiera 78% azotu, 21% tlenu, 0.9% argonu i 0.1% innych składników. Moduł membranowy wytwarza kwalifikowany azot, wykorzystując zasadę selektywnej permeacji. Różne składniki gazu rozpuszczają się i dyfundują w membranie, tworząc własne, unikalne współczynniki przenikania. Tlen jest szybkim gazem, który szybko rozpuszcza się i przenika przez ściankę membrany, podczas gdy azot nadal przepływa wzdłuż wewnętrznej wnęki włókien, tworząc strumień gazu wzbogacony azotem. Strumień gazu wzbogaconego tlenem, czyli gaz permeatowy, przenika z membrany pod ciśnieniem atmosferycznym i jest odprowadzany. Siłą napędową separacji jest różnica ciśnień parcjalnych tworzona między wewnętrzną i zewnętrzną wnęką membrany przez różne składniki gazu.

Przebieg procesu:

Sprężone powietrze jest osuszane przez osuszacz chłodniczy lub adsorpcyjny, a następnie oczyszczane przez filtr. Oczyszczone powietrze jest podgrzewane do zadanej temperatury przez grzałkę elektryczną i ostatecznie trafia do wiązek włókien kanalikowych separatora membranowego. Pod wpływem ciśnienia para wodna i tlen szybko przenikają przez ściankę membrany, podczas gdy azot przenika powoli i jest zatrzymywany. Pod wpływem działania systemu kontroli czystości, azot niekwalifikowany jest odprowadzany, a azot kwalifikowany jest wykorzystywany do produkcji.

Generator azotu membranowego składa się z modułu membrany z włókien kanalikowych, urządzenia filtrującego powietrze, systemu podgrzewania powietrza, urządzenia zabezpieczającego system, systemu detekcji czystości przepływu online oraz urządzeń sterujących i elektrycznych. Funkcje każdego urządzenia opisano poniżej.

1. Grupa membran z włókien pustych: wykorzystująca technologię asymetrycznych membran z włókien pustych w celu oddzielania i wzbogacania azotu ze sprężonego powietrza.

2. Urządzenie do filtracji powietrza: Usuwa wszystkie składniki oleju ze sprężonego powietrza, uzyskując zawartość oleju na poziomie 0 ppm, a także eliminuje cząstki stałe i ciekłe większe niż 0.01 μm.

3. System ogrzewania powietrza: Moduł membranowy musi pracować w określonej temperaturze, aby osiągnąć odpowiednią wydajność produkcji gazu. Dlatego w rurociągu wlotowym zainstalowano elektryczny podgrzewacz powietrza z automatyczną regulacją temperatury. Temperatura jest wykrywana przez rezystor termiczny, a wyjście regulatora temperatury jest automatycznie regulowane zgodnie z PID.

4. Urządzenie zabezpieczające system: To urządzenie służy przede wszystkim do ochrony modułu membranowego. Zapobiega na przykład uszkodzeniu modułu membranowego pod wpływem wysokich temperatur.

5. System pomiaru czystości i natężenia przepływu online: Analizator azotu mierzy zawartość tlenu w azocie online, podczas gdy przepływomierz mierzy natężenie przepływu azotu online.