Skābekļa rūpnīca

 

Pārskats

Rūpnieciskā tīrības slāpekļa rūpnīca apvieno gaisa kompresiju, adsorbcijas attīrīšanu un kriogēno destilāciju. Tie ražo slāpekli ar tīrību līdz 99,999 procentiem.

Slāpekļa ražošanas sistēmas ir drošas, uzticamas un viegli lietojamas un apkopjamas. Atkarībā no klienta vajadzībām ir pieejamas vairākas iespējas. Piemēram, tie var ietvert gaidstāves iztvaicētāju un uzglabāšanas ierīci, lai uzlabotu pieejamību un uzticamību, vai šķidruma koģenerācijas ierīci, kas papildina rezerves šķidruma uzglabāšanas ierīci. Tāpat slāpekļa ražošanas sistēma var optimizēt kapitālieguldījumus (capex) un ekspluatācijas izdevumus (OPEX) atbilstoši klientu prasībām. Šīs iekārtas ir pilnībā iepakotas ātrai uzstādīšanai.

 

1. Skābekļa rūpnīca

 

 

 

2. ASU indukcija: Gaisa atdalīšanas iekārta atdala gaisu no atmosfēras tā galvenajās sastāvdaļās, parasti slāpeklī un skābeklī, un dažreiz argonā un citās retajās un inertās gāzēs.

 

 

 

3. Ražošanas process:

 

Lai sasniegtu zemas destilācijas temperatūras, gaisa atdalīšanas iekārtai ir nepieciešams dzesēšanas cikls, kas darbojas, izmantojot Džoula-Tomsona efektu, un dzesēšanas iekārtai jābūt izolētā korpusā (bieži saukta par "aukstuma kasti"). Gāzes dzesēšanai ir nepieciešams liels enerģijas daudzums, lai šis saldēšanas cikls darbotos, un to nodrošina gaisa kompresors. Mūsdienu ASU dzesēšanai izmanto izplešanās turbīnas; paplašinātāja jauda palīdz vadīt gaisa kompresoru, kas palielina efektivitāti. Process ietver šādas galvenās darbības

 

 

 

Sava veida. Pirms saspiešanas gaiss tiek iepriekš filtrēts, lai noņemtu putekļus.

 

 

 

b. Gaiss tiek saspiests, un galīgo piegādes spiedienu nosaka produkta reģenerācijas ātrums un šķidruma stāvoklis (gāze vai šķidrums). Tipiski spiediena diapazoni ir no 5 līdz 10 bāriem. Gaisa plūsmu var arī saspiest līdz dažādiem spiedieniem, lai palielinātu ASU efektivitāti. Kompresijas procesā starppakāpju dzesētājā kondensējas ūdens.

 

 

 

C. Procesa gaisu parasti izlaiž caur molekulāro sietu, lai noņemtu atlikušos ūdens tvaikus un oglekļa dioksīdu, kas var sasalt un aizsprostot kriogēnās iekārtas. Molekulārie sieti parasti ir paredzēti gāzveida ogļūdeņražu noņemšanai no gaisa, jo tie var radīt problēmas turpmākajās gaisa destilācijās, kas var izraisīt sprādzienus. Molekulārā sieta gultne ir jāatjauno. Tas tiek darīts, uzstādot vairākas vienības, kas darbojas mainīgā režīmā, un izmantojot sauso kopražošanas izplūdes gāzi, lai desorbētu ūdeni.

 

 

 

d. Procesa gaiss iet caur integrētu siltummaini (parasti plākšņu siltummaini) un tiek atdzesēts pret zemas temperatūras produkta (un atkritumu) plūsmu. Daļa gaisa sašķidrinās, veidojot ar skābekli bagātu šķidrumu. Atlikušo gāzi bagātina ar slāpekli un destilē līdz gandrīz tīram slāpeklim (parasti < 1 ppm) augstspiediena (HP) destilācijas kolonnā. Šīs kolonnas kondensatoram nepieciešama dzesēšana, ko iegūst, paplašinot ar skābekli bagātāko plūsmu tālāk caur vārstu vai caur paplašinātāju (reverso kompresoru).

 

 

 

e. Alternatīvi, ja ASU ražo tīru skābekli, kondensatoru var atdzesēt, apmainoties ar siltumu ar reboileru zema spiediena (LP) destilācijas kolonnā (darbojas ar 1.2-1.3 bar absolūto spiedienu). Lai samazinātu kompresijas izmaksas, HP/LP kolonnas kombinētajam kondensatoram/atkārtotajam katlam ir jādarbojas tikai ar temperatūras starpību tikai 1-2 Kelvina grādu robežās, un tam ir nepieciešams plāksnīšu lodēts alumīnija siltummainis. Tipiskā skābekļa tīrība svārstās no 97,5 procentiem līdz 99,5 procentiem un ietekmē maksimālo skābekļa atgūšanu. Šķidru produktu ražošanai nepieciešamā dzesēšana tiek iegūta, izmantojot JT efektu paplašinātājā, kas padod saspiestu gaisu tieši zemspiediena kolonnā. Tāpēc daļa gaisa netiek atdalīta, un tai jāatstāj zema spiediena kolonnas augšdaļa kā atkritumu plūsma.

 

 

 

F. Tā kā argona viršanas temperatūra (87,3 K standarta apstākļos) ir starp skābekli (90,2 K) un slāpekli (77,4 K), argons uzkrājas zema spiediena kolonnas apakšējā daļā. Ražojot argonu, no zema spiediena kolonnas, kur argona koncentrācija ir visaugstākā, tiek izvilkta tvaika sānu vilkšana. Tas tiek nosūtīts uz citu kolonnu, lai rektificētu argonu līdz vajadzīgajai tīrībai, no kurienes šķidrums tiek atgriezts tajā pašā vietā LP kolonnā. Argona tīrību zem 1 ppm var sasniegt, izmantojot modernu strukturētu iepakojumu ar ļoti zemu spiediena kritumu. Lai gan argona daudzums barībā ir mazāks par 1 procentu, gaisa argona kolonnai ir nepieciešams daudz enerģijas, jo argona kolonnai nepieciešama augsta atteces attiecība (apmēram 30). Argona kolonnas dzesēšanu var nodrošināt ar auksti izpūstu bagātīgu šķidro vai šķidro slāpekli.

 

 

 

G. Visbeidzot, produkts, kas ražots gāzveida formā, tiek uzkarsēts līdz apkārtējās vides temperatūrai ienākošajā gaisā. Tam nepieciešama rūpīgi izstrādāta termiskā integrācija, kurā jāņem vērā noturība pret traucējumiem (molekulāro sietu gultņu maiņas dēļ). Iedarbināšanas laikā var būt nepieciešama arī papildu ārējā dzesēšana.

 

Populāri tagi: skābekļa rūpnīca