Криогенная установка разделения воздуха для углехимического завода

В углехимическом производстве зависимость от крупномасштабной,-непрерывной и стабильной подачи кислорода повышает роль воздухоразделительной установки из вспомогательного объекта в основную энергетическую систему. Будь то чистый кислород высокого-давления, необходимый для газификации увлеченного-потока, или потребность в холодной энергии для криогенной очистки, рассматриваемое оборудование представляет собой установку криогенного разделения воздуха для угольного химического завода. Это оборудование не является простым выбором из стандартных продуктовых линеек; философия его проектирования должна быть адаптирована к различным типам угля, амплитуде регулирования нагрузки и требуемому уровню давления нагнетания продуктового кислорода.

Принцип работы и технический путь

В этом агрегате для физического разделения газов используется криогенная дистилляция. Воздух сжимается, предварительно охлаждается, очищается на молекулярных ситах, затем охлаждается до температуры ниже –170 градусов с помощью детандеров и теплообменников до сжижения. Кислород, азот и аргон разделяются в ректификационных колоннах по разнице температур кипения путем многократного частичного испарения и конденсации. Для химической обработки угля применяется схема внутреннего сжатия-жидкий кислород закачивается внутрь холодильной камеры и испаряется в основном теплообменнике перед доставкой. Это позволяет избежать проблем безопасности, связанных с внешними поршневыми кислородными компрессорами, и обеспечивает стабильную подачу кислорода под высоким-давлением. Этот процесс отделяет холодную рекуперацию от давления продукта, обеспечивая стабильную работу при нагрузке от 60 % до 110 %-идеально подходит для отключения газификатора.

Ключевые параметры производительности (типичные диапазоны)

Приведенные выше цифры основаны на расчетных условиях; Фактические значения зависят от температуры окружающей среды, температуры охлаждающей воды и скорости извлечения продукта и будут соответствующим образом скорректированы.

Особенности применения-Технические аспекты

Определяющее различие между установками разделения воздуха для углехимической промышленности и установками для металлургии или нефтехимии заключается в логике согласования газификации. Давление кислорода в газификаторе обычно находится в диапазоне от 4,0 до 8,5 МПа, и при переключении типов угля требуется быстрая реакция на соотношение кислорода-к-углю. Чтобы решить эту проблему, криогенная установка разделения воздуха для угольного химического завода включает в себя упреждающее плюс каскадное управление в стратегии управления уровнем жидкости главного конденсатора-испарителя, что сокращает время восстановления чистоты кислорода примерно на 30 % по сравнению с традиционным ПИД-регулированием. Кроме того, учитывая колебания концентраций CO₂ и H₂S в подаваемом воздухе (особенно вблизи зон хранения и транспортировки угля), запас конструкции адсорбера с молекулярными ситами следует увеличить на 10–15 %, установив точку оперативного обнаружения следов серы, чтобы предотвратить попадание кислых газов в холодильную камеру и возникновение коррозионного растрескивания под напряжением алюминиевых паяных -ребристых теплообменников.

Энергопотребление и общая эффективность

В углехимических ВРУ на долю компрессоров приходится ~72% общего энергопотребления, при этом сопротивление ректификационной колонны добавляется ~18%. Снижение энергопотребления заключается не только в снижении степени сжатия-, но и в оптимизации коэффициента флегмы в верхней колонне и места подачи аргона. На практике замена ситчатых тарелок на структурированную насадку и добавление бокового ребойлера в верхней колонне может снизить удельный расход кислорода ниже 0,40 кВтч/Нм³ (внутреннее сжатие). Кроме того, уменьшение подачи воздуха в детандере в нижнюю колонну с 12% до 8% может повысить степень извлечения жидкого кислорода примерно на 2,3%, при условии, что условия аргонового контура отрегулированы соответствующим образом. Эти уточнения основаны на-автономном моделировании процессов, а не на-эмпирических-оценках.

Надежность Конструкция и срок службы

Накопление углеводородов в жидком кислороде главного конденсатора представляет собой ключевой риск для безопасности при разделении воздуха на угле-. Мы рекомендуем добавить линию продувки-вниз на 1/3 в нижней части конденсатора с фильтром из спеченного металла размером 1 мкм, чтобы блокировать перенос твердого CO₂. Для-пластинчатых-ребристых теплообменников высокого давления конструкция каналов должна учитывать перепады давления кислорода-воздуха, а FEA используется для устранения концентрации напряжений. Устройство рассчитано на 20 лет и проверено в ходе 15000+ термических циклов, что позволяет удерживать усталость в допустимых пределах.

Промышленная применимость

Этот тип агрегата подходит для проектов по переработке угля-в-аммиак, метанол, этиленгликоль, уголь{2}}в-олефины и уголь-в-водород, особенно для тех, которые требуют одновременной подачи кислорода под высоким-давлением, азота среднего-давления и приборного воздуха. Для процессов сжигания-обогащенного кислородом или каталитического окисления чистого кислорода установка также может быть настроена на подачу воздуха, обогащенного кислородом-на 90–95 %, для экономичного переключения режимов работы.

Услуги по настройке и инжинирингу

Мы подбираем толщину слоя молекулярных сит и поток регенерирующего газа во время проектирования на основе анализа вашего угля (зола, летучие вещества, сера). При доставке оборудования выбирайте между полностью собранными на заводе-рамами для холодных камер или модульными сегментами-в зависимости от того, что соответствует доступу крана и пространству на вашей площадке. Мы также предоставляем прогноз расходных материалов на три-года (молекулярные сита, фильтры, клапаны) с рекомендуемыми сроками заказа. Окончательная документация включает схемы трубопроводов и ID, логику блокировки, отчеты о нагрузках в трубопроводах и карты последовательности -запуска/останова-, готовые для беспрепятственной работы вашей эксплуатационной группы.

Холодный баланс и теплая-конечная разница температур

Небольшое увеличение разницы температур в тёплом-конце-с 3 до 5 градусов -может повысить удельное потребление кислорода примерно на 6 %. Причиной часто является неравномерное распределение потока, а не недостаточная площадь теплообмена. Оптимизация заголовка на основе CFD-может снизить разницу до 2,5 градусов, сокращая потери энергии без увеличения площади поверхности.

Для установки криогенного разделения воздуха на углехимическом заводе -граничные условия на конкретной площадке-высота над уровнем моря, температура по влажному-термору, качество охлаждающей воды и состав угля-включаются в качестве фиксированных входных данных для моделирования процесса и анализа напряжений в трубопроводах. Результаты проектирования включают файлы необработанных расчетов, а не сводные отчеты, что обеспечивает полную прослеживаемость от условий подачи до размеров оборудования. Проверка производительности опирается на данные DCS, собранные во время нормальной работы, а не только на паспортных табличках или листах заводских приемочных испытаний.

горячая этикетка : криогенная установка разделения воздуха для угольного химического завода, Китай криогенная установка разделения воздуха для угольного химического завода производители, поставщики, завод