富氮低氧+磷化氢防治储粮害虫技术的实仓应用研究

为防治澳大利亚主要仓储害虫,开发富氮气调技术作为熏蒸剂的辅助手段。然而,由于成本问题,一直影响其在行业推广应用。本研究利用中国长顺安达公司的先进膜分离技术,与传统的制氮技术(变压吸附/PSA)进行性能比较,在西澳Kwinana的CBH粮食港,开展实仓应用实验,以解决阻碍其推广的运营和成本问题。为满足澳大利亚严格的标准操作条件,长顺安达专业团队对港口设备进行了升级改造,目标消杀成本设定为0.50澳元/吨粮(磷化氢的高端熏蒸成本)。研究表明,旧的PSA技术的运营成本为2.43澳元/吨粮,该技术在产生和维持控制害虫所需的99%氮气浓度水平方面也显示出操作局限性。相比之下,使用膜技术制氮的成本为0.99澳元/吨粮,其他性能增益还包括运行4.5天内即可产生所需的氮气浓度,且可维持14天以完全控制害虫。

DM-1200/10(AL)型移动式膜分离制氮机监控装置研究

以DM-1200/10(AL)型移动式膜分离制氮机为研究对象,对该膜分离制氮机的结构和工作原理进行了阐述,并从总体结构、硬件设计、软件设计三方面对制氮机监控装置进行设计研究。制氮机监控装置的设计与应用,可大幅度提高制氮机的自动化水平,以及制氮效果和效率,为煤矿防灭火技术方案的实施打下基础。

制氮机控制系统的设计与实现

在简单介绍用膜分离技术制造高纯度氮气的工作原理及主要技术指标的基础上,提出了基于AT89C52单片机的电气控制系 统,给出了硬件、控制软件模块组成和控制流程。该系统已成功应用在制氮机样机中,实现对制氮机本身的控制及氮气输出监控。试 验证明,该系统运行稳定,能够达到设计要求。

膜制氮技术特性及在石油领域的应用

氮气在石油领域主要应用于气体钻井、完井及修井、采油、油气管道输送等。膜制氮作为重要的制氮方式越来越受到重视。通过介绍膜分离制氮的工作原理、技术特点、工艺流程,以及国内外研究现状,指出了国内膜分离制氮技术的差距,认为具有自主知识产权的膜分离制氮工业应用还有待时日,膜分离制氮技术的研发与应用有待进一步加强,以便尽快实现该技术的国产化。

海上平台移动式制氮装置的设计

目前海洋平台上一般利用氮气瓶供气,施工效率低,流量较小,不满足现场要求,再者国内主要膜制氮设备基于可编程控制器PLC及现场仪表设计,这些设备提高了制氮装置的成本,延长了安装周期。为此,研制了移动式橇装制氮装置。该制氮装置的硬件由空气压缩单元、空气净化处理单元、入膜加热单元及膜分离制氮控制单元组成,装置结构简单,安装调试方便,采用喷油螺杆式空压机,过滤器采用3级过滤,降低了成本。其控制系统主要用于检测信号的输入和控制信号的输出。现场调试结果表明,移动式制氮装置启动20 min后就能得到体积分数高达97%的氮气,装置的稳定性较强。

基于PLC的煤矿用移动式膜分离制氮装置的研究

针对传统井下制氮装置自动化程度低的问题,提出一种以PLC为核心的煤矿用移动式膜分离制氮装置的设计方案。该方案利用显示屏就地监控,与空压机进行通信,可以快速、直观地监控制氮机的运行状态及各项参数,从而有效减少制氮机现场操作及维护工作人员,降低成本,提高制氮的效率及可靠性。

矿用膜分离制氮机温度控制的实现

膜分离制氮机是煤矿现场常见的设备系统,面对恶劣的矿井条件,环境温度成为影响膜分离制氮机在正常工况下的关键因素。如果不能消除温度因素对膜分离制氮的不利影响,将减少制氮设备的使用寿命。因此,有必要对膜分离制氮机的温度控制实现技术进行研究,通过现有的工业处理器对其温度实现精确的控制。通过PLC技术设计出了膜分离制氮机的温度控制系统,同时采用PID算法对数据进行处理,与现有的膜分离制氮机的电加热控制技术相比,更容易实现温度的精确控制,并且达到最优的工况条件。研究成果可为煤矿工程现场膜分离制氮机的温度控制研究提供依据。

机载制氮系统中空纤维膜分离特性

采用微元方法建立了机载制氮系统中空纤维膜数学模型,并使用龙格-库塔法对其进行了数值计算,与实验数据进行对比后显示,误差不超过10%.然后分析了单位膜面积进料量、膜丝(membrane fiber)内外压比和氧氮渗透比其对产品气氧体积分数和制氮效率的影响.结果表明:增加单位膜面积进料量虽然可提高制氮效率的增加,但是会显著降低产品气中氮的体积分数,因此需要采用合适的流程设计以克服此缺点.压比和氧气渗透系数的增加均会使氧体积分数与制氮效率减小,但是提高渗透比对制氮效率影响不大,因此对于气体分离过程是有利的.通过计算模型及实验数据,分析了中空纤维膜分离理想度随压比和温度的变化关系,结果显示压力对理想度影响较大,随着压力增加,实际分离过程与理论值偏差趋大,而温度对理想度影响较小.