Légi elválasztó egység

Mi az a levegő elválasztó egység?

 

A légi elválasztó egység ipari létesítmény. Először a levegő hűtésével és cseppfolyósításával működik. Ezután a kriogén desztillációt kihasználva a levegőben lévő különböző gázok forráspontja alapján, elválasztja a légkört a fő komponensekre, elsősorban az oxigént, a nitrogént és az argonot. A termelt tiszta gázokat széles körben használják ipari és orvosi területeken. A folyamat - intenzív energia, és olyan alkatrészekre támaszkodik, mint a kompresszorok, desztillációs oszlopok és a molekuláris sziták. Az ASU emellett elválaszthatja a légkört olyan primer komponenseire, mint a nitrogén, az oxigén, és néha argon és más ritka gázok, amelyek jellemzően elemekből állnak, beleértve a légkompresszorokat, a légtisztító rendszereket, a hőcserélőket, a kriogén hűtőrendszereket és a desztillációs oszlopokat.

Légi elválasztási módszerek

A NewTek vágást biztosít a - Edge Gas Solutions

Kriogén desztilláció

A kriogén desztilláció először lehűti a levegőt, hogy cseppfolyósítsa meg, majd szelektíven választja el alkatrészeit a desztilláció révén történő forráspont -különbségeik alapján. Ez magas - tisztasági gázt eredményez, de sok energiát fogyaszt. A rendszerhez szorosan integrált hőcserélőket és elválasztási oszlopokat igényel a hatékonyság fenntartása érdekében, a hűtési energia a bemeneti légkompresszorból származik.
Az alacsony hőmérsékletek elérése érdekében a levegő elválasztó növények két hűtési ciklust alkalmaznak: az izotermikus fojtószelep felhasználása egy fojtószelepen keresztül, vagy az izentrópiás terjeszkedés egy expander segítségével. A kriogén berendezéseket "hideg dobozban" (szigetelt házban) kell elhelyezni a hűtési veszteségek minimalizálása érdekében.

 

Egyéb levegő -elválasztási módszerek

●Membrán elválasztási technológia: alacsony energiafogyasztás és rugalmas paraméterek. Szoba - Hőmérséklet -polimer membránok 25% - 50% oxigént termelnek - dúsított levegőt; A kerámia membránok (ITM és OTM) 800 - 900 fokos hőmérsékletet igényelnek, és magas - tisztasági oxigént képesek előállítani a 90%-ot. Használhatók oxigén előállítására - kimerült vagy nitrogén - dúsított gázt az utasszállító repülőgépek üzemanyagtartályaihoz a kockázat csökkentése érdekében, és oxigénnel dúsított levegőt is biztosíthatnak a nagy altívusos, nem presszteletlen repülőgépek pilótái számára.

●Nyomáshinta adszorpció (PSA): Szobahőmérsékleten történő működés és nem igényel cseppfolyósítást, a PSA zeolitot ("molekuláris szivacsot") használ nagy - nyomás -adszorpcióhoz és csökkent - nyomásszigetelést az oxigén és a nitrogén elválasztására. Ez a kompakt kompresszor felhasználható hordozható orvosi oxigénkoncentrátorok előállítására. A vákuumnyomás -lengő adszorpció (VPSA) hasonló, csak a célgáz deszorálódik szubatmoszférikus nyomáson

Szerezz egy ingyenes árajánlatot!

 

A levegő elválasztó egység (ASU) működési elve

Noha a levegő elválasztó egységek különféle technológiákat használhatnak, például a membrán elválasztását és a nyomáshinta adszorpcióját, a kriogén frakcionálás (desztilláció) továbbra is a mainstream magtechnika a hatékony, magas - tisztasági elválasztás eléréséhez. Tipikus működési folyamata négy kulcsfontosságú szakaszra oszlik:

 

 

Kompressziós szakasz

A légköri levegőt először az ASU -ba vonják be, majd belépnek egy multi - színpadi kompresszor rendszerbe a nyomás alá. Ennek a szakasznak az alapvető célja a légnyomás növelése, ezáltal csökkentve az energiafogyasztást és javítva a hatékonyságot a későbbi hűtési és elválasztási folyamatokban. A légnyomást általában 5-10 barg tartományban szabályozzák, és az alapot a következő folyamatokhoz vezetik.

 

Tisztítási szakasz

A nyomás alatt álló levegő először áthalad egy tisztító rendszeren, hogy eltávolítsa a szennyeződéseket, elsősorban a nedvességet, a szén -dioxidot, valamint az olaj, a por és más szennyező anyagok nyomkövetése. Ez a lépés döntő fontosságú: biztosítja a végső kimeneti gáz magas tisztaságát, megfelel az ipari és orvosi alkalmazások követelményeinek; Ezenkívül megakadályozza a szennyeződések fagyasztását vagy felhalmozódását az azt követő alacsony - hőmérsékleti környezetben, megakadályozva a hőcserélők, a csővezetékek és más berendezések elzáródását, ezáltal biztosítva az egység stabil működését.

 

Hűtési szakasz

A tisztított sűrített levegő egy hűtőrendszerbe és egy hűtőciklusból (például a Linde vagy a Kraut ciklusokból) tartó hűtőrendszerbe lép, ahol azt fokozatosan alacsony hőmérsékleten lehűtik. Mivel a kriogén frakcionálás a gáznemű alkatrészek közötti forráspontok közötti különbségeken alapul, a hűtési folyamat csökkenti a levegőt cseppfolyósítási hőmérsékletére, és a gáznemű levegőt folyékony levegővé alakítja, előkészítve azt a későbbi desztillációra.

 

Elválasztási szakasz

A folyékony levegőt egyetlen - vagy multi - színpad desztillációs toronyba adják, ahol az összetevőit frakcionált desztillációval választják el. A gázok közötti forráspontok különbségei döntő jelentőségűek az elválasztás szempontjából: a nitrogén, a legalacsonyabb forráspontjával, először elpárolog és emelkedik a folyékony levegőből, a torony tetején összegyűjtve. Az oxigén magasabb forráspontjával a torony alján marad, és folyadékként vagy gázként ürítik. Ha az argont el kell választani, mivel forráspontja a nitrogén és az oxigén között fekszik, akkor a torony közepéről egy speciális desztillációs szakaszon keresztül extrahálható.

Légi elválasztó egység (ASU) üzemeltetési folyamat és alapvető alkatrészek

 

A légkompresszorból származó sűrített levegőt először egy levegő pre - hűtőrendszerrel hűtik, mielőtt a molekuláris sziták eltávolítják a szennyeződések, például a nedvesség, a szén -dioxid és a szénhidrogének eltávolítása érdekében. A tisztított levegőt ezután két útra osztják: az egyiket közvetlenül a desztillációs torony felső oszlopába küldik, míg a másikot egy expander kibővíti és lehűti, mielőtt az alsó oszlopba küldik. A desztillációs toronyon belül az emelkedő gőz és a zuhanó folyadék hőcserét és elválasztását végzi, végül magas - tisztaságú nitrogént eredményez a felső oszlop tetején, és az alján magas - tisztaságú oxigént termel.
 

● kompressziós rendszer:

A levegő bemeneti szűrőjét (a por szűrésére), a légkompresszort (a levegő nyomásához), a légkompresszor interstage hűtőjének (a hőmérséklet csökkentése és a hatékonyság fenntartása érdekében), valamint a légkompresszor szellőzőnyongót (a zaj csökkentése érdekében).

● Pre - hűtőrendszer:
A víz - hűtőtornyot, a - levegőhűtő tornyot (a hőcserélés és a hőmérséklet csökkentése érdekében), a vízszivattyút (a hűtővíz biztosítása érdekében) és a hűtő (a mély hűtés biztosítása érdekében).

● Tisztító rendszer:
A mag egy molekuláris sziták adszorpciója (a szennyeződések eltávolításához), nitrogénszellőztetéssel (a kipufogó Zaj csökkentése érdekében).

● Hőcserélési rendszer:

Tartalmazza a fő hőcserélőt (a levegő és az alacsony - hőmérsékleti gáz közötti hőcserét a hőmérséklet csökkentése érdekében) és az alhűtő (a folyékony termékek hűtésére a párologtatási veszteségek csökkentése érdekében).

● Desztillációs rendszer:
Tartalmazza a desztillációs tornyot (- folyadékkontaktus elválasztás) és a - párologtató kondenzátor (a desztillációs ciklus fenntartásához).

● Termékszállítási rendszer:

A nyomásszabályozó állomást (a nyomásszabályozáshoz) és a mérőállomást (az áramlásméréshez) tartalmazza.

● Folyékony tároló biztonsági rendszer:

Tartalmazza a folyékony tárolótartályokat (folyékony oxigén és folyékony nitrogén tárolására), gáztároló tartályokat (gáznemű termékek pufferelésére) és egy folyékony párologtató (sürgősségi folyadékhoz - - gázkonverzióra).

Légi elválasztó egység alkalmazások

 

 

 

 

 

Orvosi egészségügyi ellátás
 

Ipari gyártás
 

Ételek és italok
 

Energiatermelés

 

Légi elválasztó egység az ipari gázok folyamatában

A levegő elsősorban nitrogénből (körülbelül 78,1%), oxigénből (kb. 20,9%), argonból (körülbelül 0,9%) és kis mennyiségű egyéb gázból áll. Jelenleg az iparágban a legszélesebb körben alkalmazott levegő -elválasztási módszer a kriogén elválasztás, más néven kriogén desztilláció. Alapvetően ez magában foglalja a gáz cseppfolyósítását, általában mechanikai módszereket, például fojtószelepet vagy adiabatikus terjeszkedést alkalmaz. A levegőt először összenyomják és lehűtik, majd desztillálják a gázok közötti forráspontok különbségeivel, hogy elválaszthassák őket.

A folyamatáramlás kulcsfontosságú csomópontjai és funkciói

● Táplálás légáramlás

Egy alapvető bemeneti paraméter (NM³/H -ben mérve), amely közvetlenül meghatározza az ASU termelési skáláját/kapacitását (pl. 68 500 nm³/h egy közepes - méretű ASU -nál normál működés mellett).

Rendellenességek: Hirtelen növeli a túlterhelés kompresszorokat (magasabb kopás/energiafogyasztás) és megzavarja a tisztítást/hűtést/desztillációt (kiegyensúlyozatlan gáz - folyadék/termodinamika, alacsonyabb hatékonyság/hozam); A túl alacsony áramlás csökkenti a berendezések felhasználását és növeli az egységköltségeket.

● sűrített légáramlás

Áramlási sebességváltozások posta - tömörítés; A kimeneti áramlásnak meg kell egyeznie a rendszer folyamatának, biztosítani kell a kriogén/desztillációs műveletek elegendő nyomását, és meg kell őriznie a stabilitást.

Vezérlés: Állítsa be a bemeneti útmutató lapáttávot vagy a kompresszor sebességét a pontos áramlás/nyomásszabályozáshoz.

Kockázatok: A túlnyomás a berendezések veszélyeit okozza; Nem elegendő nyomáskorlátozza a cseppfolyósítást/elválasztást; Az instabil áramlás rontja a molekuláris szita adszorpciót (nem megfelelő szennyeződés -eltávolítás).

● Tisztított légáramlási sebesség

Kritikus a kriogén elválasztás szempontjából a nedvesség/CO₂/szénhidrogének levegő szárítói révén történő eltávolítása után; stabilitást és a tervezés betartását igényli.

Hatások: A rendellenes áramlás -egyensúlyhiány a frakcionáló toronygáz - folyadékarány (pl. A túlzott áramlás felgyorsítja a gázfelhasználást, csökkentve az érintkezési idő/hatékonyság és a termék tisztaságát); A - standard szennyeződések felett kriogén berendezések jegesedése/eltömődése.

● Gáz - Folyadékáramlási sebesség a desztillációs tornyokban

GAS - fázisáramlási sebesség: A hatékonyság kulcsa (pl. Kezdeti desztilláció dupla - A torony alsó toronyban növekvő nitrogént eredményez/csökkenő oxigén oxigént eredményez - gazdag folyadék). A megfelelő áramlás biztosítja a megfelelő gázt - folyékony érintkezés (hő/tömegcsere); A túlzott felesleges a torony elárasztását (folyadék felhalmozódása, megszakadt desztillációt) és alacsony elválasztási hatékonyságot okoz.

Folyadék - fázisáramlási sebesség: Ellenáramlás gázzal; Az áramlásnak (pl. fojtott oxigén - gazdag folyadéknak az alsó toronytól a felső toronyig) meg kell egyeznie a gázáramlással. A túlzott árvíz tornyok; A elégtelenség csökkenti a szennyeződés mosását (rossz tisztaság); Az instabil áramlás rontja a kondenzátort - párologtató hőcsere (befolyásolja az energiamérleg/elválasztást).

● Termékgáz- és hulladékgázáramlási sebesség

Termék -oxigénáramlás: a felhasználói igények vezérlése (pl. Nagy áramlás az acélgyártáshoz, magas tisztaságú orvosi felhasználás); Desztillációs paraméterekkel beállítva (reflux arány, hőmérséklet, nyomás). Az ingadozások befolyásolják a termelést (pl. Instabil acélgyártás hatékonyság/minőség).

Termék -nitrogénáramlás: Pontosan szabályozott (desztillációs gázon keresztül - folyadék eloszlás, reflux folyékony nitrogén) vegyi anyagok/elektronika esetén (pl. Stabil magas - tisztaságú nitrogén, mint chipvédő gáz); Az eltérések oxidációt okoznak.

Hulladékgázáramlás: nem szokatlan gázokat tartalmaz; A kibővítő hűtése után az alkatrész regenerálja a hűvös molekuláris szitákat, a maradék szellőzőnyílásokat. A túllépés az alacsony elválasztási hatékonyságot (pazarolt gáz, nagy energia) és a rossz sziták regenerációját (csökkent adszorpció/stabilitás) jelzi.

Áramlásszabályozási és szabályozási módszerek

● Szelepszabályozás

Fojtószelep -szelep: A fojtószelepszelep egy általánosan használt áramlás -vezérlő eszköz, amely szabályozza az áramlást azáltal, hogy a szelep nyílását megváltoztatja, hogy megváltoztassa a folyadék áramlási területét. A levegő elválasztó egységeiben a fojtószelepszelepeket gyakran használják a takarmány levegőjének, a sűrített levegőnek, valamint a gáz- és folyadék alkatrészeknek az egyes oszlopokban történő szabályozására. Például, mielőtt a levegő bejutna egy desztillációs oszlopba, egy fojtószelepszelep használható az áramlási sebesség beállításához, hogy megfeleljen a desztillációs oszlop betáplálási követelményeinek. Míg a fojtószelepszelepek olyan előnyöket kínálnak, mint például az egyszerű szerkezet és a könnyű működtetés, a beállítási folyamat során bizonyos nyomáseséseket generálnak, ami energiavesztést eredményez.

Szabályozó szelep: A szabályozó szelepet általában egy automatizált vezérlőrendszerrel együtt használják, hogy a szelep nyílását automatikusan beállítsák a beállított áramlási sebesség szerint. A szabályozó szelepeket gyakran telepítik a légáramlási pontokra a levegő elválasztó egységeiben, például a termék oxigén és nitrogén kimeneti csővezetékeiben. A Real - időáramlási adatok alapján a vezérlő automatikusan beállítja a szelep nyílását, hogy megőrizze az áramlási sebességet a beállított tartományon belül. A fojtószelepszelepekhez képest a szabályozó szelepek nagyobb szabályozási pontosságot és gyorsabb választ nyújtanak, így az egység működése során alkalmazhatóbbá válnak a változó működési körülményekhez.

● A kompresszor beállítása

Bemeneti útmutató lapátos beállítása: A centrifugális légkompresszorok esetében a szívó levegő térfogata a bemeneti vezető lapátok szögének beállításával változhat, ezáltal szabályozva a sűrített légáramlási sebességet. A sűrített légáramlási sebesség növelése érdekében növekszik a bemeneti útmutató nyílásának nyílása, hogy több levegő lépjen be a kompresszorba; Ezzel szemben a bemeneti útmutató lapátnyílásának csökkentése csökken a szívó levegő térfogatának csökkentése érdekében. A bemeneti útmutató lapátos beállítása széles beállítási tartomány és viszonylag minimális energiafogyasztás előnyeit kínálja a beállítás során. Ez biztosítja, hogy a sűrített légáramlási sebesség megfeleljen a folyamatkövetelményeknek, miközben fenntartja a kompresszor hatékony működését.

Sebesség -beállítás: Az áramlási sebesség a kompresszor sebességének változtatásával is beállítható. A változó frekvenciájú sebességszabályozási technológiával a kompresszor sebessége rugalmasan beállítható a tényleges áramlási követelmények alapján. Ha az eszköznek alacsonyabb sűrített légáramlási sebességet igényel, a kompresszor sebessége csökken; Ha magasabb áramlási sebességre van szükség, akkor a sebesség növekszik. A sebesség beállítása gyors válaszidőt kínál, és gyorsan alkalmazkodhat a folyamatáramlási sebesség változásaihoz, de nagy igényeket fűz a motor- és vezérlő rendszerre.

● Reflux szabályozás

A reflux szabályozás a levegő elválasztó egységeiben gyakori áramlás -szabályozási módszer. Például egy desztillációs oszlopban a - gázt az oszlopon belül a reflux áramlási sebesség beállításával szabályozzuk, ezáltal befolyásolva a desztilláció hatékonyságát és a termékáramlási sebességet. A termék tisztaságának javítása érdekében megnövelhető a reflux áramlási sebesség, hogy az oszlopon belüli desztillációs szakasz hatékonyabban elkülönítse a szennyeződéseket a gáztól. A termék hozama növelése érdekében a reflux áramlási sebesség csökkenthető. A reflux szabályozást más áramlási szabályozási módszerekkel együtt kell használni a desztillációs oszlop stabil működésének biztosítása érdekében, különböző működési körülmények között.

Áramlásfigyelés és biztonsági biztosíték

● áramlásfigyelő rendszer

Az ASU kulcsfontosságú pontjainál az áramlás pontos megfigyelése érdekében általában egy fejlett áramlási megfigyelő rendszert alkalmaznak, amely elsősorban az áramlási érzékelőkből, a jelátviteli áramkörökből, valamint a kijelző és vezérlő műszerekből áll.

●Áramlási érzékelők:

Nyíláslemez áramlási méterei: Mérje meg az áramlást nyomáskülönbséggel a nyíláson áthaladó folyadéktól; Egyszerű, alacsony - költség, de korlátozott pontosság.

Vortex áramlásmérők: Az örvény frekvenciáját detektálják az örvénygenerátoron áthaladó folyadékból; Nagy pontosságú, széles mérési tartomány.

Tömegáramlók: közvetlenül mérje meg a folyadék tömegáramát, amelyet a hőmérséklet/nyomás/sűrűség változása nem érint; Ultra - Nagy pontosság, ideális a termékgáz -áramlás méréséhez.

● A jelátvitel és a kijelzővezérlés:

Az áramlási érzékelők az áramlási jeleket elektromos/digitális jelekké alakítják át, továbbítva a megjelenítő és vezérlő műszerekre. Ezek a műszerek valós - időáramot mutatnak minden ponton, riasztásokat indítva, ha az áramlás meghaladja a beállított tartományokat, és csatlakozzon az automatizálási rendszerhez az automatikus áramlás beállításához.

●Biztonsági intézkedések

Az ASUS rendellenes áramlási ingadozása biztonsági kockázatokat okozhat, amelyek hatékony biztonsági intézkedéseket igényelnek:

Áramlási riasztások és reteszelések:
A megfigyelő rendszernek felső/alsó riasztási korláta van; A hallható/vizuális riasztások aktiválódnak, ha az áramlás nem tartozik. Az reteszelő eszközök megakadályozzák a súlyos balesetet: pl. Auto - A légkompresszorok leállítása, ha a takarmány -levegő áramlása túl alacsony (a berendezések károsodásának elkerülése érdekében), vagy az automatikus - a szelepnyílások beállítása/az adott berendezések leállítása, ha a termék o₂/n₂ áramlás az abnormálisan ingadozik.

Berendezések karbantartása és gondozása:
Rendszeresen karbantartja az áramlásfigyelő berendezéseket, a vezérlőkészülékeket és a teljes ASU -t: Ellenőrizze az áramlási érzékelők elzáródását/sérülését (tiszta/cserélje ki), ellenőrizze/hibakeresési szelepek (biztosítsa a rugalmasságot/megbízhatóságot), és ellenőrizze a kulccsal (pl. Kompresszorok) a stabil teljesítményt. Ez csökkenti a berendezés meghibásodásainak áramlási rendellenességeit és javítja az operatív biztonságot.

Ajánlott áramlási paraméterek a különböző skálák levegő elválasztó egységeihez

●Kicsi - skála Asus

Alkalmas az alacsony gázigényű forgatókönyvekhez, például laboratóriumokhoz és kis gyárakhoz.

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%).​

Jellemzők: Pontosan ellenőrizze az egyes komponensek áramlási sebességét, hogy biztosítsa a magas - tisztasági gáz stabil ellátását a kis - skála előállításához vagy kísérletéhez.

●Közepes - skála Asus

Széles körben szolgálja az általános ipari vállalkozásokat a rendszeres gázigény kielégítése érdekében.

Alapvető paraméterek: A levegő áramlási sebessége 3000-20 000 nm3/h; Termék oxigén áramlási sebessége 1000-10 000 nm3/h (tisztaság ≈99,6%), termék nitrogén áramlási sebessége 1 500-15 000 nm3/h (tisztaság 99,99%-ig).

Jellemzők: Magasabb követelmények az áramlásszabályozásra a kulcscsomópontokban (pl. Tápláló levegő, sűrített levegő, gáz - folyadékáram a desztillációs tornyokban); Bízzon a fejlett automatizált rendszerekre és a precíziós berendezésekre a hatékony, stabil működés és a termékminőség biztosítása érdekében.

●Nagy - skála Asus

Nagy - méretarányú ipari termelési forgatókönyvekben, például nagy acélgyárakban és kémiai növényekben használják.

Alapparaméterek: A levegő áramlási sebessége 50 000 nm3/h felett (néhányuk meghaladja a 100 000 nm3/h -t, pl. A ASU egy nagy acélkonglomerátumban eléri a 80 000 nm3/h -t); Termék oxigén áramlási sebessége 30 000-50 000 nm3/h (megfelel az acélgyártás szigorú tisztasági követelményeinek), a termék nitrogén áramlási sebessége 40 000-60 000 nm3/h.

Jellemzők: Nagy nehézség az áramlásszabályozásban; Szüksége van fejlettebb és megbízhatóbb megfigyelési és szabályozási technológiákra a nagy terhelés alatt álló stabil és hatékony működés biztosítása érdekében, folyamatos magas - minőségi gázt biztosítva a nagy- skála előállításához.

Mint Kínában az egyik legprofibb légi -elválasztó egységgyártó és beszállítók, melegen üdvözöljük Önt a nagykereskedelmi nagyságú levegő elválasztó egységben a gyárunkból. Minden egyedi gyártású termék kiváló minőségű és versenyképes áron van.