Seoses kasvava ülemaailmse nõudlusega tööstusgaaside järele on hapnik ja lämmastik muutunud oluliseks tooraineks metallurgia, keemilise töötlemise, tervishoiu ja elektroonikatööstuses. Tänapäeval saadaolevate erinevate õhueraldustehnoloogiate hulgast paistab krüogeenne õhueraldusjaam oma suure väljundvõimsuse, suurepärase puhtustaseme ja pikaajalise tööstabiilsuse tõttu silma-suure-tööstusliku gaasi tootmise eelistatud lahendusena.
Kui teie projekt nõuab tõhusat ja usaldusväärset suuremahulist-hapniku ja lämmastiku tootmist, aitab krüogeense tehnoloogia toimimise- ja selle peamiste eeliste-mõistmine teil teha hankeotsuse, mis vastab teie konkreetsetele rakendusnõuetele.
Mis on krüogeenne õhu eraldamine?
Õhu krüogeenne eraldamine, mida ametlikult tuntakse madala-temperatuuri destilleerimisprotsessina, on füüsikaline meetod, mis eraldab õhu põhikomponentideks-kõrge-puhtusega hapnikuks, lämmastikuks ja mõnikord argooniks ja muudeks haruldasteks gaasideks. Protsess kasutab nende komponentide erinevaid keemispunkte järjestikuste etappide kaudu, sealhulgas kokkusurumine, puhastamine, soojusvahetus ja destilleerimine äärmiselt madalatel temperatuuridel.
Seda seadet nimetatakse tavaliselt "õhueraldusseadmeks" (ASU). Võrreldes PSA (Pressure Swing Adsorption) või membraanide eraldamise tehnoloogiatega, nõuab krüogeenne eraldamine suuremat algkapitaliinvesteeringut. Siiski pakub see oluliselt suuremat ühe-üksuse tootmisvõimsust ja võimalust eraldada korraga mitut gaasi. Suuremahuliste-projektide puhul tähendab see soodsamaid üldisi tegevuskulusid.
Põhiprotsessi voog
Standardne krüogeenne õhueraldusseade koosneb mitmest võtmeosast. Selle järjestuse mõistmine aitab teil hinnata tarnija tehnilist võimekust ja seadmete töökindlust.
1. Õhu kokkusurumine ja puhastamine
Ümbritsev õhk läbib esmalt isepuhastuvad{0}filtrid, enne kui siseneb turbokompressoritesse kokkusurumiseks. Suruõhu temperatuur tõuseb ja sisaldab veeauru, süsinikdioksiidi ja süsivesinike jälgi. Need lisandid tuleb enne külmkasti sisenemist täielikult eemaldada; vastasel juhul külmuvad need krüogeensetel temperatuuridel ja blokeerivad torujuhtmeid.
Selles etapis siseneb õhk puhastussüsteemi -tavaliselt molekulaarsõeladsorberitesse-, kus lisandid eemaldatakse vahelduvate adsorptsiooni- ja regenereerimistsüklite kaudu.
2. Jahutamine ja veeldamine
Puhastatud õhk voolab seejärel peamisse soojusvahetisse, kus see vahetab soojust tagasi pöörduvate madala{0}temperatuuriliste gaasivoogudega. Temperatuur langeb veeldamispunktide lähedale (umbes -170 kraadi kuni -190 kraadi). Osa õhust läbib edasiseks jahutamiseks laiendajaid, tagades destilleerimiskolonnidele vajaliku jahutuse.
3. Destilleerimise eraldamine
See on krüogeense õhu eraldamise tuum. Jahutatud õhk siseneb alumisse kolonni esialgseks eraldamiseks, tekitades kolonni ülaosas lämmastikku ja põhjas hapnikuga{1}}rikastatud vedelat õhku. See hapnikuga -rikastatud vedelik kantakse seejärel ülemisse kolonni lõplikuks destilleerimiseks.
- Lämmastiku ekstraheerimine: kõrge{0}}puhtusastmega lämmastik kogutakse ülemise veeru ülaossa.
- Hapniku ekstraheerimine: ülemise kolonni põhjas saadakse hapnikku puhtusega kuni 99,6% või rohkem.
4. Toote kohaletoimetamine
Eraldatud hapnik ja lämmastik võivad kulgeda kahel viisil: neid võib külmakasti sees uuesti soojendada ja kasutaja torustikuvõrku kokku suruda või pumbata otse mahutitesse müügiks mõeldud vedelate toodetena või varuvaruna.
Peamised tehnilised parameetrid ja valiku kaalutlused
Krüogeense õhueraldustehase kavandamisel ja hankimisel hindavad insenerid ja hankejuhid tavaliselt järgmisi raskeid näitajaid:
- Hapnikupuhtus: tööstuslikud rakendused nõuavad tavaliselt 99,6% või suuremat puhtust. Meditsiini- või elektroonika{2}}klassi rakendused nõuavad kõrgemaid spetsifikatsioone, mis saavutatakse täiendavate destilleerimiskolonni plaatidega.
- Lämmastiku puhtus: tavaliselt mõõdetakse jääkhapniku sisalduse järgi (ppm). Üldised tööstuslikud nõuded määravad alla 10 ppm või sellega võrdsed, samas kui tipptasemel{2}}rakendused võivad nõuda vähem kui 1 ppm või sellega võrdset.
- Spetsiaalne energiatarbimine: see on peamine majandustegevuse näitaja. Hästi-disainitud õhueraldusseadmed sisaldavad tõhusaid soojusvahetusvõrke ja optimeeritud destilleerimiskolonni struktuure, et vähendada märkimisväärselt energiatarbimist toodetud gaasi kuupmeetri kohta.
- Taastumismäär: kõrgem hapniku taaskasutamise määr tähendab rohkem toote väljundit samast kogusest töödeldud õhust-, mis on otsene seadmete tipptaseme näitaja.
Krüogeense õhu eraldamise kasutusalad
Kuna krüogeensed tehased tarnivad pidevaid ja stabiilseid suure{0}}mahuga gaasivoogusid, teenindavad need peamiselt neid rasketööstuse sektoreid:
- Raua- ja terasemetallurgia: põhihapnikuahjud ja kõrgahjude hapnikuga rikastamine nõuavad märkimisväärses koguses kõrge -puhtusastmega hapnikku.
- Keemiline gaasistamine: kivisöe gaasistamise või raske õli gaasistamise protsessides kasutatakse gaasistamisagensina puhast hapnikku.
- Tervishoid: vedela hapniku mahutid varustavad suurte haiglavõrkude keskseid hapnikusüsteeme.
- Elektroonika tootmine: kõrge{0}}puhtusastmega lämmastik tagab pooljuhtide tootmiseks inertse atmosfääri.
Pikaajalise{0}}töökindluse tagamine
Iga kapitalimahuka-inseneriprojekti puhul nõuavad pikaajalised stabiilsus- ja hoolduskulud{1}} hoolikat kaalumist. Korralikult kavandatud krüogeense õhueraldusseadmega saavutatakse tavaliselt 2-3-aastane pidev töötsükkel – kapitaalremondi vaheline intervall.
Protsessipaketi disain määrab energiatõhususe ülemised piirid. Põhikomponentide valik-sh turbokompressorid, ekspanderid ja krüogeensed ventiilid-mõjutab otseselt rikete määra. Automatiseerimise juhtimissüsteemi reaktsioon määrab, kui kiiresti seade taastab stabiilse töö protsessi kõikumiste ajal.
Tarnijate hindamisel vaadake esialgsest hinnast kaugemale. Uurige võrdlustehaste tegelikke tööandmeid, pöörates erilist tähelepanu kõrvalekalletele tegeliku energiatarbimise ja projekteerimisspetsifikatsioonide vahel, samuti käivitamise ja kasutuselevõtu kestusele.
Olenemata sellest, kas toetate uut keemiakompleksi või asendate aegunud madala{0}}tõhususega võimsuse, on krüogeense õhueraldustehase valimine{1}}pikaajaline tehniline investeering. See ei mõjuta mitte ainult teie toote tarnimisvõimalusi, vaid mõjutab otseselt ka tootmiskulusid tonni kohta.
