Криогенная воздухоразделительная установка-на объекте

В цепочке поставок промышленных газов надежное приобретение газообразных кислорода, азота и аргона долгое время зависело от внешних закупок или крупных-централизованных установок разделения воздуха. Для операций с меняющимися структурами потребления, высокими транспортными расходами или строгими требованиями к чистоте для конкретных процессов независимо работающая локальная криогенная установка разделения воздуха все чаще признается как более управляемая и экономически выгодная альтернатива. По сути, это миниатюрная модульная установка по разделению воздуха, построенная непосредственно на месте использования, которая физически разделяет компоненты атмосферного воздуха, обеспечивая производство по-требованию и немедленную поставку.

Основной принцип работы

Данное оборудование работает на основе технологии криогенной ректификации, которая использует разницу температур кипения кислорода, азота и аргона (приблизительно –183 градуса, –196 градуса и –186 градуса соответственно). Общий процесс можно разделить на четыре последовательных этапа: сжатие, предварительное-охлаждение, очистка, охлаждение при расширении и ректификация.

1. Сжатие воздуха и предварительное-охлаждение. Окружающий воздух подвергается многоступенчатому-сжатию, после чего он проходит через блок предварительного-охлаждения, где его температура снижается до 5–12 градусов, конденсируя большую часть свободной воды.
2. Система очистки: предварительно-охлажденный воздух поступает в адсорбер с молекулярным ситом, который удаляет остаточный углекислый газ, углеводороды и следы влаги, гарантируя, что воздух, поступающий в холодильную камеру, будет сухим и чистым (CO₂ меньше или равно 1 ppm).
3. Генерация и очистка холода: Очищенный воздух поступает в основной теплообменник, где он охлаждается путем возврата потоков криогенного газа до температуры, приближающейся к температуре сжижения. Затем он поступает в ректификационную колонну-обычно это двойная-колонна-, где происходит массо- и теплообмен между поднимающимся паром и нисходящей жидкостью. Азот высокой-чистоты получается вверху, жидкий или газообразный кислород отбирается снизу, а фракция аргона извлекается из средней секции и дополнительно очищается в колонне с сырым аргоном.
4. Доставка продукции. В зависимости от конфигурации системы конечные продукты могут включать промышленный-кислород (чистота 99,6 %), азот высокой-чистоты (99,999 %) и аргон (99,999 %), которые доставляются либо в газообразной форме, либо в виде криогенных жидкостей во внутреннюю трубопроводную сеть пользователя.

На протяжении всего этого процесса баланс холода имеет решающее значение.-Холодопроизводительность, генерируемая турбодетандером, должна точно компенсировать потери холода в системе для поддержания стабильных условий выпрямления. По сравнению с технологиями адсорбции с переменным давлением или мембранного разделения, установка криогенного разделения воздуха на-объекте обеспечивает значительно более высокую эффективность разделения и особенно подходит для средних---больших-потребностей в газе (обычно от 100 до 3000 Нм³/ч), где важна постоянная чистота продукта.

Ключевые параметры производительности (типовой эталонный диапазон)

Примечание. Приведенные выше данные основаны на стандартных эталонных условиях (температура окружающей среды 30 градусов, относительная влажность 80 %, на уровне моря). Фактическая производительность будет зависеть от высоты и местных метеорологических условий; окончательные значения должны быть подтверждены технологическими расчетами.

Технические характеристики и энергоэффективность

По сравнению с доставкой жидкого кислорода грузовиками или трубопроводным газом, криогенная установка разделения воздуха на-площадке предлагает фундаментальное преимущество, заключающееся в синхронизации производства и потребления,-это исключает потери при транспортировке, потери на испарение в резервуарах-хранилищах и подверженность колебаниям рыночных цен. С точки зрения энергоэффективности, использование высокоэффективных турбодетандеров-и алюминиевых пластинчатых-ребристых теплообменников ограничивает потери на холодном-конце ниже 8%. Встроенная автоматическая система регулирования-нагрузки регулирует скорость подачи воздуха и степень извлечения продукта в соответствии с потребностями на выходе, поддерживая эффективность ректификации в диапазоне нагрузок 50–110 % без ухудшения качества.

Кроме того, система очистки молекулярных сит регенерируется с использованием отработанного азота, нагреваемого специальным нагревателем, что устраняет необходимость во внешнем паре или дополнительных электрических нагревательных элементах, тем самым еще больше снижая общее потребление коммунальных услуг. На объектах, где требуется одновременный доступ к кислороду, азоту и аргону,-например, при отжиге нержавеющей стали, электронной пайке или химическом покрытии-система обеспечивает выпуск нескольких-продуктов с одной установки, избегая дублирования капитальных затрат.

Области промышленного применения

• Металлообработка и термообработка: кислород, используемый для сжигания,-содействующий резке, и сжигание, обогащенное кислородом-; азот используется для защиты от отжига и продувки печи.
• Химическая и нефтехимическая промышленность: Азот служит продувочным газом и слоем реактора; кислород используется для процессов окисления или очистки отходящих-газов.
• Производство электроники и полупроводников. Азот высокой-чистоты действует как газ-носитель и очищающий газ; Аргон используется в процессах физического осаждения из паровой фазы при изготовлении пластин.
• Пищевая и фармацевтическая отрасли: применение азота в упаковке с модифицированной-атмосферой и сохранение свежести; жидкий азот, используемый для криогенного измельчения или сублимационной-сушки и предварительного-охлаждения.
• Стекло и строительные материалы: кислород используется при сжигании кислородного-топливного топлива в стекловаренных печах для снижения выбросов NOx.

Объем конфигурации и техническая поддержка

Каждое место установки отличается стоимостью электроэнергии, температурой охлаждающей воды, высотой над уровнем моря и необходимым давлением подачи газа. Поэтому стандартной практикой является разработка технологического процесса-с учетом специфики объекта: начиная с анализа состава подаваемого воздуха с учетом метеорологических данных за весь-год и заканчивая компоновкой холодильной камеры, прокладкой труб и взаимодействием с системой управления-все размеры определяются в соответствии с фактическими условиями. Стандартный комплект оборудования обычно включает в себя:

• Распределенная система управления (РСУ) с интерфейсом удаленного мониторинга
• Последовательная логика запуска/остановки для одной-нажатия кнопки
• Система самодиагностики неисправностей-сигнализации (охватывающая отклонения температуры подшипников, вибрации, уровня жидкости и чистоты)
• Комплект запасных частей (молекулярные сита, фильтрующие картриджи, мембраны измерительных клапанов и т. д.), поставляемые вместе с основным блоком

Техническая поддержка включает в себя-руководство по вводу в эксплуатацию на объекте и обучение операторов в течение двух-недельного периода после завершения механических работ. Для увеличения производительности система спроектирована по модульному принципу.-Холодильная камера, блок предварительного-охлаждения и резервуары очистителей могут быть изготовлены на заводе-, что требует только -подключения трубопроводов и электрических кабелей на объекте, что значительно сокращает продолжительность строительных работ.

Криогенная установка разделения воздуха, предлагаемая Shenger Gas на объекте-, представляет собой полностью спроектированное решение, охватывающее моделирование процессов, энергетическое моделирование, шеф-монтаж и долгосрочное эксплуатационное обслуживание. Имея более чем десятилетний опыт работы в проектах глубокой криогенной среды, команда инженеров накопила проверенный опыт в области блочных конфигураций, автоматического управления слежением за нагрузкой и конструкции с низким энергопотреблением. Для применений с расходом газа, превышающим 200 Нм³/ч, и со строгими требованиями к чистоте и давлению, может быть предоставлено технико-экономическое обоснование, включая расчетный срок окупаемости, чтобы гарантировать, что каждый кубический метр газа учитывается и используется с полной экономической прозрачностью.

горячая этикетка : криогенная установка разделения воздуха на-площадке, Китай-производители, поставщики, завод криогенной установки разделения воздуха на площадке