سیستم فیلتر آب‌بندی‌شده‌ی بدون منفذ برای بازیابی کربن سیاه

سیستم فیلتر آب‌بندی‌شده‌ی بدون منفذ برای بازیابی کربن سیاه

در اینجا یک پیشینه واقعی از یک مشتری واقعی بریتانیایی آمده است

ما استعلام را به شرح زیر دریافت کردیم:
پیش از مطالعه FEED، ما پیشنهاد ساخت یک نمونه اولیه از سیستم تولید کربن سیاه در مقیاس تقریبی ۱/۵ را در تأسیسات کوره تحقیق و توسعه خود داریم.

در حال حاضر ما در حال تهیه طرح اجرایی برای نمونه اولیه هستیم.

برای این کار، به یک پیش‌فاکتور مشابه آخرین پیش‌فاکتور شما، به همراه ابعاد و غیره نیاز داریم.

در زیر مشخصات اصلاح‌شده با استفاده از فرمت شما آمده است:

داده‌های گاز/گرد و غبار فرآیند

فشار گاز (کیلو پاسکال): ۹۰ کیلو پاسکال

غلظت گرد و غبار (گرم بر نیوتن متر مکعب): ۲۲۴.۷

توزیع اندازه ذرات (مثلاً d50 / range): تقریباً ۱۰۰ نانومتر

چگالی ظاهری/حجمی (کیلوگرم بر متر مکعب): ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب

چسبندگی/ تمایل به کلوخه شدن (بله/خیر؛ توضیحات): بله

قابلیت انفجار گرد و غبار (کلاس ATEX، Kst/Pmax در صورت مشخص بودن): منطقه ATEX 0

حد مجاز انتشار مورد نیاز (میلی‌گرم بر نیوتن متر مکعب): کاملاً مهر و موم شده در برابر اتمسفر

شرایط تجهیزات

جنس سازه (مثلاً CS، SS304/316): SS304

حالت عملکرد (پیوسته / متناوب): پیوسته

روش تمیز کردن (جت پالسی / جت معکوس یا روش دیگر): جت پالسی + لرزش

آیا به بازیابی گرمای تلف شده نیاز دارید؟ (بله/خیر): بله

یک شرکت پیشرو در تحقیق و توسعه که در زمینه سیستم‌های تولید کربن سیاه تخصص دارد، در مرحله پیش از FEED از توسعه نمونه اولیه خود به ما مراجعه کرد. مشتری قصد داشت یک سیستم تولید کربن سیاه در مقیاس 1/5 را در تأسیسات کوره تحقیق و توسعه خود بسازد تا فرآیند کامل را شبیه‌سازی کرده و عملکرد جداسازی گاز-جامد را در شرایط عملیاتی واقعی ارزیابی کند.

این فرآیند شامل مخلوطی از گاز کربن سیاه و هیدروژن بود که در دمای تقریبی ۱۹۰ درجه سانتیگراد و فشار ۹۰ کیلوپاسکال تخلیه می‌شد و خروجی کربن سیاه آن ۴۲.۵ کیلوگرم بر ساعت بود. به دلیل وجود ۹۹٪ هیدروژن ، محیط مورد نظر نیازمند رعایت ایمنی ATEX Zone 0 بود و طراحی فیلتر کاملاً آب‌بندی شده و ضد انفجار را می‌طلبید.

چالش‌ها

ذرات کربن فوق‌العاده ریز (d₅₀ ≈ ۱۰۰ نانومتر) با تمایل شدید به تجمع و تشکیل کیک.

عملیات در دما و فشار بالا با اتمسفر هیدروژن.

الزامات سختگیرانه گازبندی ، زیرا هرگونه نشت کربن می‌تواند خطوط بازیابی هیدروژن پایین‌دستی را آلوده کند.

عملکرد مداوم (غیر دسته‌ای)، نیاز به خود تمیزکاری آنلاین و کنترل فشار دیفرانسیل پایدار.

راهکار SFFILTECH

برای دستیابی به اهداف فنی و ایمنی مشتری، تیم مهندسی SFFILTECH یک سیستم فیلتر جت پالسی کاملاً آب‌بندی شده از جنس فولاد ضد زنگ SS304 را پیشنهاد داد که هم تمیز کردن جت پالسی و هم ارتعاش مکانیکی را در خود جای داده است.

نکات کلیدی طراحی:

کیسه‌های فیلتر غشایی ePTFE ضد الکتریسیته ساکن برای اطمینان از راندمان بالای فیلتراسیون و رسانایی در جو هیدروژن.

ساختار ضد گاز با آب‌بندی‌های PTFE/Viton و دریچه‌های تخلیه نیتروژن، خطر نشت را از بین می‌برد.

تمیزکاری مداوم با جت پالس + لرزش ، که پایداری فیلتراسیون را در شرایط بارگذاری بالای گرد و غبار حفظ می‌کند.

طراحی سازگار با ATEX Zone 0 با سیستم اتصال به زمین و فیلتر رسانا.

بدنه جمع و جور ماژولار ، مناسب برای نصب در مقیاس پایلوت و افزایش مقیاس در آینده.

قیف تخلیه آب‌بندی شده با شیر هواگیر برای جمع‌آوری ایمن کربن سیاه.

پارامترهای سیستم

نتایج

طرح تحویل داده شده به موارد زیر دست یافت:

راندمان جداسازی > 99.9٪ برای کربن سیاه در مقیاس نانو.

افت فشار پایدار زیر ۱ کیلوپاسکال در طول عملیات مداوم ۲۴ ساعته.

نشت گاز صفر از طریق آزمایش نشت هلیوم تأیید شد.

تعمیر و نگهداری ساده با کارتریج فیلتر مدولار و پورت‌های دسترسی سریع.

این سیستم نمونه اولیه به معیاری برای افزایش مقیاس کارخانه کربن سیاه در اندازه کامل مشتری تبدیل شد و توانایی SFFILTECH را در طراحی سیستم‌های فیلتراسیون با دمای بالا و بدون گاز برای فرآیندهای پیشرفته مبتنی بر کربن اثبات کرد.

خلاصه

این پروژه تخصص مهندسی SFFILTECH را در موارد زیر نشان می‌دهد:

طراحی سیستم‌های فیلتراسیون سفارشی و ضد انفجار برای فرآیندهای هیدروژن و نانوکربن.

ارائه پشتیبانی کامل OEM شامل نقشه‌ها، تست فشار و مستندات FAT.

ارائه راهکارهای قابل اعتماد و با مصرف بهینه انرژی که مطابق با سختگیرانه‌ترین استانداردهای ATEX و زیست‌محیطی هستند.