Krüogeense õhueraldusega lämmastiku tootmine on traditsiooniline lämmastiku tootmismeetod, mille ajalugu on mitu aastakümmet. See kasutab toorainena õhku, surub selle kokku ja puhastab ning seejärel kasutab soojusvahetust õhu vedelaks vedelaks muutmiseks. Vedel õhk on peamiselt vedela hapniku ja vedela lämmastiku segu. Kasutades vedela hapniku ja vedela lämmastiku erinevaid keemispunkte, saadakse lämmastik nende eraldamisel vedela õhu destilleerimisel.
Tüüpiline protsessi kulg
Kogu protsess koosneb õhu kokkupressimisest ja puhastamisest, õhu eraldamisest ja vedela lämmastiku aurustamisest.
1. Õhu kokkusurumine ja puhastamine
Pärast seda, kui õhk on õhufiltri abil puhastatud tolmust ja mehaanilistest lisanditest, siseneb see õhukompressorisse, surutakse kokku vajaliku rõhuni ja saadetakse seejärel õhutemperatuuri vähendamiseks õhujahutisse. Seejärel siseneb see õhukuivatusseadmesse, et eemaldada õhust niiskus, süsinikdioksiid, atsetüleen ja muud süsivesinikud.
2. Õhu eraldamine
Puhastatud õhk siseneb õhueraldustorni põhisoojusvahetisse, jahutatakse tagasijooksugaasi (produkti lämmastik, heitgaas) abil küllastustemperatuurini ja suunatakse destilleerimistorni põhja. Torni tipust saadakse lämmastik ning vedel õhk drosseleeritakse ja suunatakse. See siseneb kondensatsiooniaurustisse aurustuma ning samal ajal kondenseerub osa rektifikatsioonitornist väljasaadetavast lämmastikust. Osa kondenseerunud vedelast lämmastikust kasutatakse rektifikatsioonitorni tagasijooksuvedelikuna ja teine osa vedela lämmastiku produktina ja väljub õhueraldustornist.
Kondensatsiooniaurusti heitgaas soojendatakse peamise soojusvaheti abil uuesti temperatuurini 130 K ja see siseneb paisutamiseks ja jahutamiseks, et tagada õhueraldustorni jahutusvõimsus. Osa paisutatud gaasist kasutatakse molekulaarsõela regenereerimiseks ja jahutamiseks ning seejärel juhitakse see läbi summuti. õhkkond.
3. Vedela lämmastiku aurustamine
Õhueraldustorni vedelat lämmastikku hoitakse vedela lämmastiku mahutis. Õhueraldusseadmete kontrollimisel siseneb akumulatsioonipaagis olev vedel lämmastik aurustisse ja kuumutatakse enne toote lämmastiku torujuhtmesse suunamist.
Krüogeenne lämmastiku tootmine võib toota lämmastikku, mille puhtus on ≧99,999%.
puhtus
Krüogeenne lämmastiku tootmine võib toota lämmastikku, mille puhtus on ≧99,999%. Lämmastiku puhtust piiravad lämmastikukoormus, salvete arv, salve efektiivsus ja hapniku puhtus vedelas õhus jne ning reguleerimisvahemik on väike.
Seetõttu on krüogeense lämmastiku tootmisseadmete komplekti toote puhtus põhimõtteliselt kindel ja seda on ebamugav reguleerida.
Krüogeense lämmastiku generaatori seadmesse kuuluvad põhiseadmed
1. Õhu filtreerimine
Õhukompressori sees oleva mehaanilise liikuva pinna kulumise vähendamiseks ja õhukvaliteedi tagamiseks peab õhk enne õhukompressorisse sisenemist läbima õhufiltri, et eemaldada tolm ja muud selles sisalduvad lisandid. Õhukompressorite õhuvõtul kasutatakse enamasti jämeda või keskmise efektiivsusega filtreid.
2. Õhukompressor
Tööpõhimõtte järgi võib õhukompressorid jagada kahte kategooriasse: mahulised ja kiirus. Õhukompressorites kasutatakse enamasti kolb-kolb-õhukompressoreid, tsentrifugaalõhukompressoreid ja kruviõhukompressoreid.
3. Õhujahuti
Seda kasutatakse suruõhu temperatuuri vähendamiseks enne õhukuivatuspuhastisse ja õhueraldustorni sisenemist, torni siseneva temperatuuri suurte kõikumiste vältimiseks ja see võib sadestada suurema osa suruõhu niiskusest. Lämmastikvesijahutid (koosnevad vesijahutustornidest ja õhkjahutustornidest: vesijahutustorn kasutab õhueraldustorni heitgaasi tsirkuleeriva vee jahutamiseks ja õhkjahutustorn kasutab vesijahutustorni ringlusvett vee jahutamiseks õhk), Freoon õhujahuti .
4. Õhukuivati ja -puhasti
Suruõhk sisaldab pärast õhujahuti läbimist veel teatud koguses niiskust, süsihappegaasi, atsetüleeni ja muid süsivesinikke. Õhueraldustorni sadestunud külmunud niiskus ja süsinikdioksiid blokeerivad kanalid, torud ja ventiilid. Atsetüleen koguneb vedelasse hapnikusse ja tekib plahvatusoht. Tolm kulutab töömasinaid. Õhueraldusseadme pikaajalise ohutu töö tagamiseks tuleb nende lisandite eemaldamiseks paigaldada spetsiaalsed puhastusseadmed. Kõige tavalisemad õhupuhastusmeetodid on adsorptsioon ja külmutamine. Molekulaarsõela adsorptsioonimeetodit kasutatakse Hiinas laialdaselt väikestes ja keskmise suurusega lämmastikugeneraatorites.
Lämmastikutootmise tootjad – Hiina lämmastiku tootmistehas ja tarnijad (xinfatools.com)
5. Õhueraldustorn
Õhueraldustorn sisaldab peamiselt põhisoojusvahetit, veeldajat, destilleerimistorni, kondensatsiooniaurustit jne. Põhisoojusvaheti, kondensatsiooniaurusti ja veeldaja on plaatsoojusvahetid. Tegemist on uut tüüpi kombineeritud vaheseinte soojusvahetiga, millel on täielikult alumiiniumist metallkonstruktsioon. Keskmine temperatuuride vahe on väga väike ja soojusvahetuse efektiivsus lausa 98-99%. Destilleerimistorn on õhueraldusseade. Torniseadmete tüübid on jagatud sisemiste osade järgi. Sõelaplaadiga sõelplaaditorni nimetatakse sõelaplaadi torniks, mullikorgiga mullikorgiga torni nimetatakse mullikorgi torniks ja virnastatud pakendiga pakitud torni nimetatakse sõelaplaadi torniks. Sõelaplaadil on lihtne struktuur, seda on lihtne valmistada ja sellel on kõrge plaadi efektiivsus, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt õhufraktsioneerimise destilleerimistornides. Pakitud torne kasutatakse peamiselt destilleerimistornide jaoks, mille läbimõõt on alla 0,8 m ja kõrgus kuni 7 m. Mullkorgiga torne kasutatakse nende keerulise struktuuri ja tootmisraskuste tõttu praegu harva.
6. Turboexpander
See on pöörleva teraga masin, mida lämmastikugeneraatorid kasutavad külma energia genereerimiseks. See on gaasiturbiin, mida kasutatakse madalatel temperatuuridel. Vastavalt gaasi voolusuunale tiivikus jagunevad turbopaisutajad aksiaalseks voolutüübiks, tsentripetaalseks radiaalseks voolutüübiks ja tsentripetaalseks radiaalseks voolutüübiks; vastavalt sellele, kas gaas jätkab paisumist tiivikus, jagatakse see vasturünnaku tüübiks ja löögitüübiks. Jätkuv laienemine on vasturünnaku tüüpi. tüüp, see ei laiene edasi ja muutub mõjutüübiks. Õhueraldusseadmetes kasutatakse laialdaselt üheastmelisi radiaalse aksiaalvoolu löökturbiini laiendajaid. Krüogeensel õhueralduslikul lämmastikugeneraatoril on keerulised seadmed, suur ala, suured infrastruktuurikulud, suured ühekordsed investeeringud seadmetesse, kõrged tegevuskulud, aeglane gaasitootmine (12–24 tundi), kõrged paigaldusnõuded ja pikk tsükkel. Võttes arvesse seadmeid, paigaldust ja infrastruktuuri tegureid, on alla 3500 Nm3/h seadmete puhul samade spetsifikatsioonidega PSA-seadmete investeerimisskaala 20% kuni 50% madalam kui krüogeense õhueraldusseadmete oma. Krüogeense lämmastiku generaatori seade sobib suuremahuliseks tööstuslikuks lämmastiku tootmiseks, kuid keskmise ja väikesemahuline lämmastiku tootmine on ebaökonoomne.
Postitusaeg: 27. veebruar 2024
