Основная холодильная камера криогенного разделения воздуха

В любой криогенной установке разделения воздуха компонентом, который фактически обеспечивает разделение и холодную интеграцию, является основная холодильная камера. Но это больше, чем просто стальной корпус. Это низкотемпературная-конструкция, которая удерживает вместе дистилляционные колонны, теплообменники, трубопроводы и изоляцию. Разберитесь в этом оборудовании, и вы поймете большую часть процесса добычи промышленных газов.

Отправить запрос

Теперь говорите

Внедрение продукции

В любой криогенной установке разделения воздуха основной холодный блок обеспечивает фактическое разделение и интеграцию холодной энергии. Это не просто изолированный стальной корпус. Он содержит дистилляционные колонны, теплообменники, трубопроводы и изоляцию в одной низко-конструкции. Понимание этого компонента является ключом к пониманию добычи промышленного газа.

Обзор функций

Холодная камера сохраняет жидкий кислород, жидкий азот и жидкий аргон при температуре до -196 градусов внутри соответствующих колонн, сводя при этом к минимуму проникновение внешнего тепла. Это достигается за счет перлитового изоляционного слоя и оболочки, способной выдерживать циклические изменения температуры.

Общее конструктивное соображение: внутренние компоненты устанавливаются при температуре окружающей среды. При остывании агрегата до рабочего состояния относительное смещение между корпусом и внутренними колоннами может достигать нескольких десятков миллиметров. Если конструкция не учитывает это перемещение, сварные швы трубопровода могут устать и растрескаться в течение нескольких лет, что приведет к постоянным потерям холода и, в конечном итоге, потребует полного удаления изоляции и ремонта.

Температурный диапазон

Правильно спроектированная холодильная камера работает при температуре от -196 до +50 градусов. Первоначальное охлаждение от температуры окружающей среды до рабочей температуры обычно занимает от 24 до 48 часов. Этот постепенный процесс помогает предотвратить повреждение алюминиевых уплотнений и сварных соединений из-за термического напряжения.

Практическая проверка в полевых условиях: температура внешней поверхности холодильной камеры должна быть близка к температуре окружающей среды. Если наблюдаются большие площади конденсации, инея или необычного холода, возможно, изоляция осела из-за проникновения влаги или возможна незначительная утечка из внутренней криогенной трубы. Оба случая обычно приводят к более высоким эксплуатационным расходам.

Типичные показатели производительности

В разных отраслях предъявляются разные требования к чистоте. В таблице ниже приведены общие диапазоны.

Параметр	Типичный диапазон	Примечания
Чистота кислорода	99.6% – 99.8%	Подходит для производства стали; электроника требует дальнейшей очистки
Чистота азота	99.999% – 99.9999%	Остаточный кислород ниже 5 ppm
Расход одного-поезда	50 – 50 000 Нм³/ч	Охватывает как небольшую генерацию-на площадке, так и поставку крупных кластеров.
Рабочая температура	от -196 градусов до +50 градусов	Холоднее всего на внутренних колоннах; оболочка рядом с окружающей средой

Потребление энергии: на каждый 1 нм³ кислорода, произведенного при давлении 0,5 МПа (изб.), малые---агрегаты обычно потребляют 0,55–0,68 кВтч. Крупные предприятия выигрывают от масштаба и могут снизить его до 0,40–0,48 кВтч. Эффективность структурированных насадок, логарифмическая{{10}средняя разница температур основного теплообменника и характеристики изоляции вместе определяют долгосрочные-эксплуатационные затраты.

Ключевые технические параметры для инженерного выбора

При закупке или запросе стоимости холодильного бокса следующие параметры должны быть четко определены и включены в техническое соглашение.

Расчетное давление: Рабочее давление колонки обычно составляет от 0,6 до 1,6 МПа. В корпусе холодного бокса поддерживается небольшое положительное давление (около 5 кПа), чтобы предотвратить попадание влажного воздуха.
Геометрические ограничения: ширина дорожного транспорта ограничена 4,5 метрами. Высота может быть сегментирована для транспортировки и собрана вертикально на месте до 60 метров.
Материалы: Shell использует низкотемпературную-углеродистую сталь Q345R. Внутренние трубопроводы, контактирующие с криогенной средой, должны быть изготовлены из нержавеющей стали 304 или 304L. Трассы с жидким кислородом требуют учета рисков накопления углеводородов.
Проверка сварных швов: Все стыковые сварные швы на внутренних колоннах и основных технологических трубопроводах требуют 100% радиографического контроля, приемлемости класса II.
Требования к изоляции: после заполнения перлит необходимо уплотнить, достигнув объемной плотности не менее 60 кг/м³, с отстойным верхним-отверстием на крыше холодильной камеры.

Ландшафт приложений

Эти системы используются во многих отраслях.

Сталь и металлургия: объемный кислород для доменных печей, азот для инертной защиты. Большой объем, средняя чистота.
Химия и углехимия: установки аммиака, метанола, МЭГ. Низкая толерантность к простоям; Типично два или более года непрерывной работы. Надежность имеет решающее значение.
Электроника и солнечная энергия: чистота азота 99,9995 % или выше, влажность, близкая к-нулевой. Внутренняя чистота – главное требование.
Пищевая и фармацевтическая промышленность: жидкий азот для мгновенной заморозки, медицинский кислород. Прослеживаемость и сертификация материалов зачастую более важны, чем скорость потока.