Oro atskyrimo blokas

Kas yra oro atskyrimo blokas?

 

Oro atskyrimo įrenginys yra pramonės objektas. Jis veikia pirmiausia aušindamas ir suskystinant orą. Tada, naudodamas kriogeninį distiliavimą, remiantis skirtingais ore esančių dujų virimo taškais, jis atskiria atmosferą į pagrindinius komponentus, daugiausia įskaitant deguonį, azotą ir argoną. Gamintos grynos dujos yra plačiai naudojamos pramoninėse ir medicinos srityse. Procesas yra energija - intensyviai ir priklauso nuo tokių komponentų kaip kompresoriai, distiliavimo kolonos ir molekuliniai sietai. Be to, ASU gali atskirti atmosferą į savo pirminius komponentus, tokius kaip azotas, deguonis, kartais argonas ir kitos retos dujos, paprastai sudarytos iš elementų, įskaitant oro kompresorius, oro valymo sistemas, šilumokaičius, kriogenines aušinimo sistemas ir distiliavimo kolonėles.

Oro atskyrimo metodai

„Newtek“ teikia pažangiausius dujų sprendimus

Kriogeninis distiliavimas

Kriogeninis distiliavimas pirmiausia atvėsina orą, kad jį suskystintų, tada selektyviai atskiria jo komponentus, atsižvelgiant į jų virimo taško skirtumus distiliuojant. Tai sukuria didelio grynumo dujas, tačiau sunaudoja daug energijos. Sistemai reikia sandariai integruotų šilumokaičių ir atskyrimo kolonų, kad būtų išlaikytas efektyvumas, o šaldymo energija gaunama iš įleidimo oro kompresoriaus.
Norint pasiekti žemą temperatūrą, oro atskyrimo įrenginiai naudoja du šaldymo ciklus: naudodami izoterminį droselį per droselio įtaisą arba izentropinį plėtimąsi per plėšiklį. Kriogeninė įranga turi būti laikoma „šaltoje dėžutėje“ (izoliuotas gaubtas), kad būtų kuo mažiau aušinimo nuostolių.

 

Kiti oro atskyrimo metodai

●Membranos atskyrimo technologija: mažai energijos suvartojant ir lanksčius parametrus. Kambario temperatūros polimerų membranos sukuria 25–50% deguonies, praturtintą orą; Keraminėms membranoms (ITM ir OTM) reikia 800–900 laipsnių temperatūros ir jos gali sukelti didelio dailiojo deguonies, viršijančio 90%. Jie gali būti naudojami gaminant deguonies arba azoto praturtintas dujas keleivinių orlaivių degalų bakams, kad būtų sumažinta rizika, taip pat gali užtikrinti deguonies praturtintą orą aukšto aukščio pilotams, neslėgtam orlaiviui.

●Slėgio sūpynės Adsorbcija (PSA): veikianti kambario temperatūroje ir nereikalaujant suskystinimo, PSA naudoja zeolitą („molekulinę kempinę“), kad būtų galima adsorbuoti aukšto slėgį ir sumažėjusio slėgio desorbciją, kad būtų atskirta deguonies ir azoto dalis. Šis kompaktiškas kompresorius gali būti naudojamas gaminant nešiojamus medicininio deguonies koncentratorius. Vakuuminio slėgio sūpynės adsorbcija (VPSA) yra panaši, o tik tikslinės dujos desorbuojamos esant subatmosferiniam slėgiui

Gaukite nemokamą citatą!

 

Oro atskyrimo vieneto (ASU) darbo principas (ASU)

Nors oro atskyrimo įrenginiai gali naudoti įvairias technologijas, tokias kaip membranų atskyrimas ir slėgio sūpynės adsorbcija, kriogeninė frakcionavimas (distiliavimas) išlieka pagrindinė pagrindinė technologija, siekiant efektyvaus, didelio grynumo atskyrimo. Jo tipinis veikimo procesas yra padalintas į keturis pagrindinius etapus:

 

 

Suspaudimo etapas

Atmosferos oras pirmiausia įtraukiamas į ASU, o po to patenka į daugiapakopę kompresoriaus sistemą slėgiui. Pagrindinis šio etapo tikslas yra padidinti oro slėgį, taip sumažinti energijos suvartojimą ir pagerinti vėlesnių aušinimo ir atskyrimo procesų efektyvumą. Oro slėgis paprastai kontroliuojamas 5–10 BARR diapazone, išdėstant pagrindą vėlesniems procesams.

 

Valymo etapas

Slėginis oras pirmiausia praeina per valymo sistemą, kad pašalintų priemaišas, pirmiausia drėgmę, anglies dioksidą ir pėdsakus aliejaus, dulkių ir kitų teršalų kiekį. Šis žingsnis yra labai svarbus: jis užtikrina didelį galutinių išvesties dujų grynumą, tenkinantį pramonės ir medicininių programų reikalavimus; Tai taip pat neleidžia priemaišoms užšaldyti ar kauptis vėlesnėje žemos temperatūros aplinkoje, užkertant kelią šilumokaičių, vamzdynų ir kitos įrangos užsikimšimui, taip užtikrinant stabilų įrenginio veikimą.

 

Aušinimo etapas

Išgrynintas suspaustas oras patenka į aušinimo sistemą, susidedančią iš šilumokaičio ir šaldymo ciklo (pvz., Linde ar Kraut ciklų), kur jis palaipsniui vėsinamas iki žemos temperatūros. Kadangi kriogeninis frakcionavimas grindžiamas virimo taškų skirtumais tarp dujinių komponentų, aušinimo procesas nuleidžia orą į jo suskystinimo temperatūrą, dujinį orą paverčiant skystu oru, paruošdamas jį vėlesniam distiliavimo atskyrimui.

 

Atskyrimo etapas

Skystas oras tiekiamas į distiliavimo vienos ar daugiapakopę bokštą, kur jo komponentai yra atskirti per trupmenų distiliavimą. Virimo taškų skirtumai tarp dujų yra labai svarbūs atskyrimui: azotas, kurio mažiausias virimo temperatūra, pirmiausia išgaruoja ir kyla iš skysto oro, pirmiausia surinktas bokšto viršuje. Deguonis, kurio virimo taškas yra aukštesnis, išlieka bokšto apačioje ir yra išleidžiamas kaip skystis ar dujos. Jei argoną reikia atskirti, nes jo virimo temperatūra yra tarp azoto ir deguonies, jį galima išgauti iš bokšto vidurio per specializuotą distiliavimo skyrių.

Oro atskyrimo vieneto (ASU) veikimo procesas ir pagrindiniai komponentai

 

Suspaustas oras iš oro kompresoriaus pirmiausia aušinamas oro išankstinio aušinimo sistema, prieš tai pašalinant molekulinius sietus, kad būtų pašalintos tokios priemaišos kaip drėgmė, anglies dioksidas ir angliavandeniliai. Po to išgrynintas oras padalijamas į du kelius: vienas siunčiamas tiesiai į viršutinę distiliavimo bokšto koloną, o kitas yra išplėstas ir aušinamas plėšikliu, prieš išsiunčiant į apatinę stulpelį. Distiliavimo bokšte kylantys garai ir krintantis skystis vyksta šilumos mainų ir atskyrimo metu, galiausiai sukuriant didelio dailiojo azoto viršutinėje kolonėlėje, o apačioje-didelio grynumo deguonies.
 

● Suspaudimo sistema:

Susidedantis iš oro įleidimo filtro (filtruoti dulkėms), oro kompresorius (siekiant slėgio orui), oro kompresoriaus tarpinis aušintuvas (siekiant sumažinti temperatūrą ir palaikyti efektyvumą) ir oro kompresoriaus ventiliacijos duslintuvas (siekiant sumažinti triukšmą).

● Išankstinio aušinimo sistema:
Susideda iš vandens aušinimo bokšto, oro aušinimo bokšto (siekiant apsikeisti šiluma ir sumažinti temperatūrą), vandens siurblį (aprūpinti vėsinantį vandenį) ir aušintuvą (užtikrinant gilų aušinimą).

● Valymo sistema:
Šerdis yra molekulinio sieto adsorberis (pašalinti priemaišas) kartu su azoto ventiliacijos duslintuvu (siekiant sumažinti išmetimo triukšmą).

● Šilumos mainų sistema:

Apima pagrindinį šilumokaitį (skirtą šilumos mainams tarp oro ir žemos temperatūros dujų, siekiant sumažinti temperatūrą) ir subranduotojo (aušinant skystus produktus, siekiant sumažinti garinimo nuostolius).

● Distiliavimo sistema:
Apima distiliavimo bokštą (skirtas dujų ir skysčių kontaktų atskyrimui) ir kondensatoriaus evaporatoriui (distiliavimo ciklo palaikymui).

● Produktų pristatymo sistema:

Sudaro slėgio reguliavimo stotis (slėgio reguliavimui) ir matavimo stotis (srauto matavimui).

● Skystų saugyklų atsarginė sistema:

Apima skysčių laikymo rezervuarus (skirtas skysčio deguonies ir skysto azoto laikymui), dujų laikymo rezervuarams (buferiniams dujiniams produktams) ir skysčio garintuvą (norint paversti avarinį skysčių iki dujų konvertavimą).

Oro atskyrimo bloko programos

 

 

 

 

 

Medicinos sveikatos priežiūra
 

Pramoninė gamyba
 

Maistas ir gėrimai
 

Energijos gamyba

 

Oro atskyrimo vienetas pramoninių dujų procese

Oras daugiausia sudaro azoto (maždaug 78,1%), deguonies (maždaug 20,9%), argono (maždaug 0,9%) ir nedidelius kiekius kitų dujų. Šiuo metu plačiausiai naudojamas oro atskyrimo metodas pramonėje yra kriogeninis atskyrimas, dar žinomas kaip kriogeninis distiliavimas. Iš esmės tai apima dujų suskystinimą, paprastai naudojant mechaninius metodus, tokius kaip droselio plėtra ar adiabatinė plėtra. Oras pirmiausia suspaustas ir aušinamas, o po to distiliuojamas, naudojant virimo taškų skirtumus tarp dujų, kad būtų atskirtos.

Pagrindiniai proceso srauto mazgai ir funkcijos

● Tiekimo oro srautas

Pagrindinis įvesties parametras (matuojamas nm³/h), kuris tiesiogiai nustato ASU gamybos skalę/talpą (pvz.

Anomalijos: staigus padidėja perkrovos kompresoriai (didesni nusidėvėjimo/energijos suvartojimas) ir sutrikdykite gryninimą/vėsinimą/distiliavimą (nesubalansuota dujų skysčio/termodinamika, mažesnis efektyvumas/išeiga); Per daug mažų srautų sumažina įrangos panaudojimą ir padidina vieneto sąnaudas.

● Suspausto oro srautas

Srauto greičio pokyčiai po kompresijos; Išėjimo srautas turi atitikti sistemos procesą, užtikrinti pakankamą slėgį kriogeninėms/distiliavimo operacijoms ir išlaikyti stabilumą.

VALDYMAS: Sureguliuokite įvadinį kreipiamąjį mentės angą arba kompresoriaus greitį, kad būtų galima tiksliai valdyti srautą/slėgį.

Rizika: per didelis slėgis sukelia įrangos pavojų; Nepakankamas slėgis riboja suskystinimą/atskyrimą; Nestabilus srautas pablogina molekulinės sieto adsorbciją (netinkamas priemaišų pašalinimas).

● Išvalytas oro srauto greitis

Kritinis kriogeniniam atskyrimui pašalinus drėgmę/CO₂/angliavandenilius per oro džiovintuvus; reikalauja stabilumo ir dizaino atitikties.

Poveikis: nenormalus srauto disbalansas, frakcionuojantis bokšto dujų ir skysčių santykis (pvz., Per didelis srauto greitis padidina dujų kilimą, sumažina kontaktinį laiką/efektyvumą ir produkto grynumą); Dėl pernelyg standartinių priemaišų sukelia kriogeninės įrangos apledėjimą/užsikimšimą.

● Dujų ir skysčių srauto greitis distiliavimo bokštuose

Dujų fazės srautas: Efektyvumo raktas (pvz., Pradinis distiliavimas dvigubo bokšto apatiniame bokšte sukelia kylantį azoto/mažėjančio deguonies turtingo skysčio skystį). Tinkamas srautas užtikrina pakankamą dujų skysčio kontaktą (šilumos/masės mainai); Perteklius sukelia bokšto potvynį (skysčių kaupimasis, sutrikdytas distiliavimas) ir mažo atskyrimo efektyvumo.

Skysčio fazės srauto greitis: priešpriešos su dujomis; Srautas (pvz., Dviduodijamas deguonies turtingas skystis iš apatinio bokšto iki viršutinio bokšto) turi atitikti dujų srautą. Potvynių perteklius; nepakankamumas sumažina priemaišų plovimą (blogas grynumas); Nestabilus srautas pablogina kondensatoriaus evaporatoriaus šilumos mainus (veikia energijos balansą/atskyrimą).

● Produkto dujų ir atliekų dujų srautas

Produkto deguonies srautas: kontroliuojamas vartotojo poreikių (pvz., Didelis srautas plieno gamybai, didelis grynumas medicininiam naudojimui); sureguliuoti distiliavimo parametrais (refliukso santykis, temperatūra, slėgis). Svyravimai daro įtaką gamybai (pvz., Nestabilus plieno gamybos efektyvumas/kokybė).

Produkto azoto srautas: tiksliai kontroliuojamas (per distiliavimo dujų ir skysčių pasiskirstymą, refliukso skysčio azotą) cheminėms medžiagoms/elektronikai (pvz. Nukrypimai sukelia oksidaciją.

Atliekų srautas: sudėtyje yra neatskiriamos dujos; Po plėšiko aušinimo iš dalies atsinaujina vėsūs molekuliniai sietai, likusios angos. Perteklius rodo mažą atskyrimo efektyvumą (iššvaistytas dujas, didelę energiją) ir prastą sieto regeneraciją (sumažinta adsorbcija/stabilumas).

Srauto kontrolės ir reguliavimo metodai

● vožtuvo reguliavimas

Droselio vožtuvas: droselio vožtuvas yra dažniausiai naudojamas srauto valdymo įtaisas, kuris kontroliuoja srautą keičiant vožtuvo angą, kad pakeistų skysčio srauto plotą. Oro atskyrimo blokuose droselio vožtuvai dažnai naudojami tiekimo oro srautui, suslėgto oro srautui ir dujų bei skysčių komponentams valdyti kiekvienoje stulpelyje. Pvz., Prieš įeinant į distiliavimo stulpelį, srauto greitį sureguliuoti gali būti naudojamas droselio vožtuvas, kad atitiktų distiliavimo stulpelio tiekimo reikalavimus. Nors droselio vožtuvai suteikia privalumų, tokių kaip paprasta struktūra ir paprastumas, jie taip pat sukuria tam tikrą slėgio kritimą reguliavimo proceso metu, todėl energija praranda.

Reguliuojantis vožtuvas: Reguliuojantis vožtuvas paprastai naudojamas kartu su automatine valdymo sistema, kad automatiškai sureguliuotų vožtuvo angą pagal nustatytą srauto greitį. Reguliuojantys vožtuvai dažnai montuojami pagrindiniuose srauto valdymo taškuose oro atskyrimo blokuose, tokiuose kaip produkto deguonies ir azoto išėjimo vamzdynai. Remiantis realaus laiko srauto duomenimis, valdiklis automatiškai sureguliuoja vožtuvo angą, kad išlaikytų srauto greitį nustatytame diapazone. Palyginti su droselio vožtuvais, reguliavimo vožtuvai siūlo didesnį reguliavimo tikslumą ir greitesnį atsaką, todėl jie tampa labiau pritaikomi įvairioms veikimo sąlygoms veikiant vienetui.

● Kompresoriaus reguliavimas

Įleidimo vadovas Vane reguliavimas: Išcentriniams oro kompresoriams įsiurbimo oro tūris gali būti keičiamas sureguliuojant įleidimo kreipiamojo vanagų ​​kampą, taip kontroliuojant suslėgto oro srauto greitį. Norint padidinti suslėgto oro srauto greitį, padidėja „Inlet“ kreipiamosios mentės angos, kad daugiau oro galėtų patekti į kompresorių; Atvirkščiai, „Inlet Guide“ mentės anga sumažėja, kad sumažėtų įsiurbimo oro tūris. Įleidimo vadovas Vane reguliavimas suteikia plataus reguliavimo diapazono pranašumus ir santykinai minimalią energijos suvartojimą reguliavimo metu. Tai užtikrina, kad suspaustas oro srautas atitinka proceso reikalavimus, išlaikant efektyvų kompresoriaus veikimą.

Greičio reguliavimas: Srauto greitį taip pat galima sureguliuoti keičiant kompresoriaus greitį. Naudojant kintamo dažnio greičio reguliavimo technologiją, kompresoriaus greitį galima lanksčiai koreguoti atsižvelgiant į faktinius srauto reikalavimus. Kai prietaisui reikia mažesnio suslėgto oro srauto greičio, kompresoriaus greitis sumažėja; Kai reikia didesnio srauto greičio, padidėja greitis. Greičio reguliavimas suteikia greitą reagavimo laiką ir gali greitai prisitaikyti prie proceso srauto pokyčių, tačiau kelia didelius variklio ir valdymo sistemos poreikius.

● refliukso reguliavimas

Refliukso reguliavimas yra įprastas srauto kontrolės metodas oro atskyrimo blokuose. Pavyzdžiui, distiliavimo stulpelyje dujų ir skysčių santykis kolonėlėje kontroliuojamas reguliuojant refliukso srautą, taip darant įtaką distiliavimo efektyvumui ir produkto srautui. Norint pagerinti produkto grynumą, refliukso srauto greitį galima padidinti, kad kolonėlėje būtų galima distiliavimo dalis, kad būtų galima efektyviau atskirti priemaišas nuo dujų. Norint padidinti produkto išeigą, gali būti sumažintas refliukso srauto greitis. Reikia naudoti refliukso reguliavimą kartu su kitais srauto valdymo metodais, kad būtų užtikrintas stabilus distiliavimo kolonėlės veikimas įvairiomis darbo sąlygomis.

Srauto stebėjimas ir saugumo užtikrinimas

● Srauto stebėjimo sistema

Norint tiksliai stebėti srautą ASU pagrindiniuose taškuose, paprastai priimama išplėstinė srauto stebėjimo sistema, daugiausia sudaryta iš srauto jutiklių, signalo perdavimo grandinių ir ekrano bei valdymo prietaisų.

●Srauto jutikliai:

Angos plokštelių srautai: išmatuokite srautą per slėgio diferencialą nuo skysčio, einančio per angą; Paprastas, nebrangi, bet ribotas tikslumas.

Sūkuriniai srautai: aptikti sūkurio dažnį iš skysčio, einančio per sūkurio generatorių; Didelis tikslumas, platus matavimo diapazonas.

Masės srautai: tiesiogiai išmatuokite skysčio masės srautą, nepaveiktus temperatūros/slėgio/tankio pokyčių; Ypač aukštas tikslumas, idealus produkto dujų srauto matavimui.

● signalo perdavimas ir ekrano valdymas:

Srauto jutikliai konvertuoja srauto signalus į elektrinius/skaitmeninius signalus, perduodamus į ekrano ir valdymo prietaisus. Šie instrumentai rodo realaus laiko srautą kiekviename taške, suaktyvinti aliarmą, jei srautas viršija nustatytus diapazonus, ir prijunkite prie automatizavimo sistemos automatiniam srauto reguliavimui.

●Saugos priemonės

Nenormalūs srauto svyravimai ASUS gali sukelti riziką saugai, todėl reikia veiksmingų saugos priemonių:

Srauto aliarmai ir blokai:
Stebėjimo sistema turi viršutinę/apatinę aliarmo ribas; Garso/regos aliarmai suaktyvėja, kai srautas yra ne diapazone. Inclock įtaisai neleidžia sunkioms avarijoms: pvz., Automobiliai oro kompresorių, jei pašaro oro srautas yra per mažas (siekiant išvengti įrangos pažeidimo) arba automatiškai pritaikyti vožtuvų angas/išjungti konkrečią įrangą, jei produktas O₂/N₂ srautas svyruoja neįprastai.

Įrangos priežiūra ir priežiūra:
Reguliariai palaikykite srauto stebėjimo įrangą, valdymo įtaisus ir visą ASU: Patikrinkite srauto jutiklius, ar nėra užsikimšimo/pažeidimo (nedelsiant išvalykite/pakeiskite), patikrinkite/derinimo vožtuvus (užtikrinkite lankstumą/patikimumą) ir apžiūrėkite pagrindinę įrangą (pvz., Kompresoriai), kad būtų stabilus našumas. Tai sumažina srauto anomalijas dėl įrangos gedimų ir pagerina operatyvinę saugą.

Rekomenduojami skirtingų skalių oro atskyrimo vienetų srauto parametrai

●Mažo masto Asus

Tinka scenarijams, turintiems mažos dujų poreikį, pavyzdžiui, laboratorijas ir mažos gamyklos.

Core Parameters: Process air flow rate 50-500 Nm³/h; product oxygen flow rate 10-200 Nm³/h (purity >99.5%), product nitrogen flow rate 20-300 Nm³/h (purity >99.9%).​

Charakteristikos: Tiksliai kontroliuokite kiekvieno komponento srautą, kad būtų užtikrintas stabilus didelio grynumo dujų tiekimas nedidelio masto gamybai ar eksperimentams.

●Vidutinio masto ASUS

Plačiai aptarnauja bendrąsias pramonės įmones, kad patenkintų įprastą dujų paklausą.

Pagrindiniai parametrai: proceso oro srauto greitis 3 000–20 000 nm³/h; Produkto deguonies srauto greitis 1 000–10 000 nm³/h (grynumas ≈99,6%), produkto azoto srautas-1 500–15 000 nm³/h (grynumas iki 99,99%).

Charakteristikos: didesni srauto valdymo reikalavimai pagrindiniuose mazguose (pvz., Tiekimo oras, suspaustas oras, dujų skysčio srautas distiliavimo bokštuose); Norėdami užtikrinti efektyvią, stabilią, stabilią, stabilią veikimą ir produkto kokybę, pasikliaukite pažangiomis automatinėmis sistemomis ir tikslia įranga.

●Didelio masto ASUS

Naudojami didelio masto pramoninės gamybos scenarijuose, tokiuose kaip dideli plieno gamyklos ir chemijos gamyklos.

Pagrindiniai parametrai: Proceso oro srauto greitis virš 50 000 nm³/h (kai kurie viršija 100 000 nm³/h, pvz., ASU dideliame plieniniame konglomerate siekia 80 000 nm³/h); Produkto deguonies srauto greitis 30 000–50 000 nm³/h (atitinka griežtus plieno gamybos grynumo reikalavimus), produkto azoto srauto greitis 40 000–60 000 nm³/h.

Charakteristikos: didelis srauto valdymo sunkumas; Reikalauti pažangesnių ir patikimesnių stebėjimo ir reguliavimo technologijų, kad būtų užtikrintas stabilus ir efektyvus veikimas esant dideliam apkrovai, užtikrinant nuolatines aukštos kokybės dujas didelio masto gamybai.

Kaip vienas profesionaliausių oro atskyrimo skyrių gamintojų ir tiekėjų Kinijoje, mes nuoširdžiai laukiame didmeninio aukšto grynumo oro atskyrimo skyriaus nuo mūsų gamyklos. Visi pagal užsakymą pagaminti produktai yra aukštos kokybės ir konkurencinga kaina.