Блок поділу повітря

Що таке блок поділу повітря?

 

Блок поділу повітря - це промисловий об'єкт. Він функціонує шляхом охолодження та зрідження повітря. Потім, використовуючи кріогенну дистиляцію, засновану на різних точках кипіння газів у повітрі, вона розділяє атмосферу на основні компоненти, в основному включає кисень, азот та аргон. Вироблені чисті гази широко використовуються в промислових та медичних галузях. Процес є енергією - інтенсивним і покладається на такі компоненти, як компресори, стовпці дистиляції та молекулярні сита. Крім того, АСУ може розділити атмосферу на свої основні компоненти, такі як азот, кисень, а іноді і аргони та інші рідкісні гази, як правило, складаються з елементів, включаючи повітряні компресори, системи очищення повітря, теплообмінники, кріогенні системи охолодження та дистиляційні колони.

Методи поділу повітря

Newtek надає вам різання - Edge Gas Solutions

Кріогенна дистиляція

Кріогенна дистиляція спочатку охолоджує повітря, щоб зріджувати його, а потім вибірково відокремлює свої компоненти на основі їх різниць за кипіння через дистиляцію. Це виробляє високий - газ чистоти, але він споживає багато енергії. Система вимагає щільно інтегрованих теплообмінників та стовпців розділення, щоб підтримувати ефективність, а енергія охолодження надходить від вхідного повітряного компресора.
Для досягнення низьких температур рослини, що розділяють повітря, використовують два цикли охолодження: використання ізотермічного дросельного пристрою через дросельне пристрій або ізентропне розширення за допомогою розширювача. Кріогенне обладнання повинно розміщуватися в "холодній коробці" (ізольованому корпусі), щоб мінімізувати втрати охолодження.

 

Інші методи поділу повітря

●Технологія поділу мембран: низьке споживання енергії та гнучкі параметри. Кімната - Мембрани температурних полімерів виробляють 25% - 50% кисню - збагаченого повітря; Керамічні мембрани (ITM та OTM) вимагають температури 800 - 900 градусів і можуть виробляти високий - кисень чистоти, що перевищує 90%. Вони можуть бути використані для отримання кисню - виснаженим або азотом - збагаченим газом для резервуарів для палива для пасажирських літаків для зменшення ризику, а також можуть забезпечити повітря, збагачене киснем, для пілотів висотних, не тистрилізованих літаків.

●Адсорбція розмахування тиску (PSA): Працюючи при кімнатній температурі і не потребує зрідження, PSA використовує цеоліт ("молекулярна губка") для високої адсорбції тиску та зменшення десорбції тиску в окрему кисню та азоту. Цей компактний компресор можна використовувати для виготовлення портативних медичних концентраторів кисню. Адсорбція вакуумного тиску (VPSA) схожа, лише цільовий газ десорбується при субатмосферному тиску

Отримайте безкоштовну цитату!

 

Принцип робочої одиниці поділу повітря (АСУ)

Хоча одиниці поділу повітря можуть використовувати різноманітні технології, такі як адсорбція мембрани та гойдалки тиску, кріогенна фракціонування (дистиляція) залишається основною технологією ядра для досягнення ефективного, високого - чистоти. Його типовий процес експлуатації поділяється на чотири ключові етапи:

 

 

Стадія стиснення

Атмосферне повітря спочатку втягується в АСУ, а потім входить у багаторазову систему компресорної системи для тиску. Основна мета цього етапу - підвищити тиск повітря, тим самим зменшуючи споживання енергії та підвищення ефективності в наступних процесах охолодження та розділення. Тиск повітря, як правило, контролюється в межах 5-10 баргів, закладаючи основу для подальших процесів.

 

Етап очищення

Повітря під тиском спочатку проходить через систему очищення для видалення домішок, в першу чергу вологу, вуглекислого газу та відстеження кількості олії, пилу та інших забруднюючих речовин. Цей крок має вирішальне значення: він забезпечує високу чистоту остаточного випуску газу, що відповідає вимогам промислових та медичних застосувань; Це також запобігає замерзанням або накопиченням домішок у наступному низькому температурному середовищі -, запобігаючи закупорці теплообмінників, трубопроводів та іншого обладнання, тим самим забезпечуючи стабільну роботу пристрою.

 

Етап охолодження

Очищене стиснене повітря потрапляє в систему охолодження, що складається з теплообмінника та холодильного циклу (наприклад, цикли Лінде або Краута), де його поступово охолоджують до низької температури. Оскільки кріогенне фракціонування ґрунтується на відмінностях точок кипіння між газоподібними компонентами, процес охолодження знижує повітря до його температури зрідження, перетворюючи газоподібне повітря в рідке повітря, готуючи його до подальшого поділу перегонки.

 

Етап розділення

Рідке повітря подається в єдиний - або мульти - етапі дистиляції, де її компоненти відокремлюються через дробову дистиляцію. Відмінності в температурі кипіння між газами мають вирішальне значення для розділення: азот, його найнижча температура кипіння випаровує і піднімається з рідкого повітря, спочатку збираються у верхній частині вежі. Кисень, з його більшою температурою кипіння, залишається на дні вежі і викидається як рідина або газ. Якщо аргону потрібно відокремити, оскільки його температура кипіння лежить між азотом та киснем, його можна витягнути з середини вежі через спеціалізовану секцію дистиляції.

Процес експлуатаційного блоку поділу повітря (ASU) та основні компоненти

 

Стиснене повітря з повітряного компресора спочатку охолоджується системою охолодження повітря перед -, перш ніж видалити молекулярними ситами, щоб видалити домішки, такі як волога, вуглекислий газ та вуглеводні. Потім очищене повітря розбивається на два шляхи: один відправляється безпосередньо у верхню колонку дистиляційної вежі, а другий розширюється і охолоджується розширювачем, перш ніж відправляти в нижню колону. У межах дистиляційної вежі зростаюча пара та падіння рідини зазнають теплообміну та поділу, в кінцевому рахунку виробляючи високий - азот чистоти у верхній частині верхньої колони та високий - кисень чистоти внизу.
 

● Система стиснення:

Що включає фільтр повітряного вхідного повітря (для фільтрації пилу), повітряного компресора (для тиску повітря), міжміський охолоджувач повітряного компресора (для зниження температури та підтримки ефективності), а також глушник вентиляційного вентилятора повітря (для зменшення шуму).

● До - система охолодження:
Що включає воду - охолоджуюча вежа, повітря - вежа охолодження (для обміну теплом і зменшення температури), водяного насоса (для забезпечення охолоджуючої води) та холодильника (для забезпечення глибокого охолодження).

● Система очищення:
Ядро - це молекулярний ситний адсорбер (для видалення домішок) у поєднанні з глушником вентиляції азоту (для зменшення шуму вихлопу).

● Система теплообміну:

Включає основний теплообмінник (для теплообміну між повітрям і низьким - температурним газом для зниження температури) та підшипника (для охолодження рідких продуктів для зменшення втрат випаровування).

● Система дистиляції:
Включає дистиляційну вежу (для газу - розділення контакту рідини) та конденсатора - випарник (для підтримки циклу дистиляції).

● Система доставки товару:

Що включає станцію регулювання тиску (для регулювання тиску) та вимірювальної станції (для вимірювання потоку).

● Система резервного копіювання рідини:

Включає резервуари для зберігання рідини (для зберігання рідкого кисню та рідкого азоту), резервуари для зберігання газу (для буферизації газоподібних продуктів) та рідкий випарник (для аварійної рідини - до - перетворення газу).

Застосування повітряного відділення

 

 

 

 

 

Медична медична допомога
 

Промислове виробництво
 

Їжа та напої
 

Виробництво енергії

 

Підрозділ поділу повітря в процесі промислових газів

Повітря в основному складається з азоту (приблизно 78,1%), кисню (приблизно 20,9%), аргоном (приблизно 0,9%) та невеликою кількістю інших газів. В даний час найбільш широко використовуваним методом поділу повітря в промисловості є кріогенне поділ, також відомий як кріогенна дистиляція. По суті, це включає газовий зрідження, як правило, використовуючи механічні методи, такі як розширення дросельної хвороби або адіабатичне розширення. Повітря спочатку стискається і охолоджується, а потім відганяється, використовуючи відмінності в точках кипіння між газами, щоб розділити їх.

Ключові вузли та функції потоку процесу

● Потік повітряного повітря

Фундаментальний вхідний параметр (вимірюється в NM³/H), який безпосередньо визначає масштаб виробництва/потужність ASU (наприклад, 68 500 нм³/год для середовища - розміром ASU при нормальній роботі).

Аномалії: раптово збільшує компресори перевантаження (більш високе споживання зносу/енергії) та порушення очищення/охолодження/дистиляції (незбалансований газ - рідина/термодинаміка, нижча ефективність/вихід); Надмірно низький потік зменшує використання обладнання та підвищує одиничні витрати.

● Стислий потік повітря

Зміна швидкості потоку після стиснення -; Потік виходу повинен відповідати системному процесу, забезпечити достатній тиск для кріогенних/дистиляційних операцій та підтримувати стабільність.

КОНТРОЛЬ: Налаштуйте впускний направляючий отвір або швидкість компресора для точного контролю потоку/тиску.

Ризики: надмірне тиск викликає небезпеку обладнання; недостатня кількість тиску обмежує зрідження/поділ; Нестабільний потік погіршує молекулярну адсорбцію сито (неадекватне видалення домішок).

● Очищена швидкість потоку повітря

Критично важливе для кріогенного поділу після видалення вологи/ко -/вуглеводнів за допомогою сушарки повітря; вимагає стабільності та дотримання дизайну.

Вплив: аномальний потік несправедливості фракціонуючі вежі - відношення рідини (наприклад, надмірна швидкість потоку збільшує підйом газу, скорочуючи час/ефективність контакту та чистоту продукту); Над - Стандартні домішки викликають кріогенну обмерзання/засмічення кріогенного обладнання.

● Газ - Швидкість потоку рідини в дистиляційних вежах

Газ - Швидкість потоку: ключ для ефективності (наприклад, початкова дистиляція в подвійній - Нижня вежа Башта виробляє зростаючий азот/спусковий кисень - багата рідина). Відповідний потік забезпечує достатній газ - контакт рідини (теплообмін/масовий обмін); Надлишок викликає затоплення вежі (накопичення рідини, порушення дистиляції) та низька ефективність поділу.

Рідка - Фазова швидкість потоку: контр -потоки з газом; Потік (наприклад, заточений кисень - багата рідина від нижньої вежі до верхньої вежі) повинен відповідати потоку газу. Надмірні повені; недостатність зменшує миття домішок (погана чистота); Нестабільний потік погіршує конденсатор - Пекарний обмін випарником (впливає на енергетичний баланс/розділення).

● Швидкість потоку газу та відходів

Потік кисню продукту: контролюється потребами користувачів (наприклад, високим потоком для виготовлення сталі, високої чистоти для медичного використання); Відрегульовані за допомогою параметрів дистиляції (співвідношення рефлюксу, температура, тиск). Коливання впливають на виробництво (наприклад, нестабільна ефективність/якість сталі).

Потік азоту продукту: точно контролюється (через дистиляційний газ - розподіл рідини, рідкий азот рефлюкс) для хімічних речовин/електроніки (наприклад, стабільний високий - азот чистоти як газовий газ); відхилення викликають окислення.

Потік відходів: містить непослідовні гази; Після розширення охолодження частина відновлює прохолодні молекулярні свиви, залишки залишків. Надлишок вказує на низьку ефективність поділу (витрачений газ, висока енергія) та погана регенерація сито (знижена адсорбція/стабільність).

Методи контролю та регулювання потоку

● Регулювання клапана

Клапан дросельної заслінки: дросельна заслінка - це загально використовуваний пристрій управління потоком, який керує потоком, змінюючи відкриття клапана, щоб змінити область потоку рідини. У блоках поділу повітря часто використовуються клапани дросельної заслінки для управління потоком подачі повітря, стисненого повітря, а також компонентів газу та рідини всередині кожної колонки. Наприклад, перед тим, як повітря потрапляє у стовпчик дистиляції, для регулювання витрата може бути використаний дросельне клапан для регулювання вимог подачі стовпчика дистиляції. Хоча дросельні клапани пропонують такі переваги, як проста структура та простота роботи, вони також генерують певне падіння тиску під час процесу коригування, що призводить до втрати енергії.

Регулюючий клапан: Регулюючий клапан зазвичай використовується спільно з автоматизованою системою управління для автоматичного регулювання відкриття клапана відповідно до встановленої швидкості потоку. Регулюючі клапани часто встановлюються в ключових точках управління потоком у блоках розділення повітря, таких як вихідні трубопроводи для кисню та азоту продукту. На основі реальних даних потоку часу - контролер автоматично регулює відкриття клапана для підтримки швидкості потоку в діапазоні встановленого. Порівняно з дросельними клапанами, регулюючі клапани пропонують більш високу точність регулювання та швидшу реакцію, що робить їх більш пристосованими до різних умов експлуатації під час роботи одиниці.

● Налаштування компресора

Налаштування вхідних керованих лопатей: Для відцентрових повітряних компресорів об'єм повітряного повітря можна змінювати шляхом регулювання кута вхідних направляючих лопатей, тим самим контролюючи швидкість стисненого повітря. Щоб збільшити швидкість потоку стисненого повітря, отвір на вхідних направляючих лопатенню збільшується, щоб більше повітря потрапляє в компресор; І навпаки, отвір напущених лопатів на вході зменшується, щоб зменшити об'єм повітря впуску. Налаштування вхідних путівників пропонує переваги широкого діапазону коригування та відносно мінімального споживання енергії під час коригування. Це гарантує, що швидкість потоку стисненого повітря відповідає вимогам процесу, зберігаючи ефективну роботу компресора.

Налаштування швидкості: Швидкість потоку також може бути відрегульована, змінюючи швидкість компресора. Використовуючи технологію регулювання швидкості частоти, швидкість компресора може бути гнучко відрегульована на основі фактичних вимог до потоку. Коли пристрій вимагає нижчої швидкості стисненого повітря, швидкість компресора знижується; Коли потрібна більш висока витрата, швидкість збільшується. Налаштування швидкості пропонує швидкий час відгуку і може швидко адаптуватися до змін швидкості потоку процесу, але ставить високі вимоги до системи двигуна та управління.

● Регулювання рефлюксу

Регулювання рефлюксу - це загальний метод управління потоком у одиницях поділу повітря. Наприклад, у стовпці дистиляції газ - співвідношення рідини всередині стовпця контролюється шляхом регулювання швидкості потоку рефлюксу, тим самим впливаючи на ефективність дистиляції та швидкість потоку продукту. Для поліпшення чистоти продукту можна збільшити швидкість потоку рефлюксу, щоб забезпечити секцію дистиляції всередині стовпця більш ефективно відокремити домішки від газу. Для збільшення виходу продукту швидкість потоку рефлюксу може бути знижена. Регулювання рефлюксу потрібно використовувати разом з іншими методами управління потоком для забезпечення стабільної роботи стовпця дистиляції в різних робочих умовах.

Моніторинг потоку та забезпечення безпеки

● Система моніторингу потоку

Щоб точно контролювати потік у ключових точках АСУ, зазвичай приймається вдосконалена система моніторингу потоку, в основному складається з датчиків потоку, ланцюгів передачі сигналу та інструментів дисплея та управління.

●Датчики потоку:

Витратні пластини пластинки: вимірюють потік за допомогою диференціалу тиску від рідини, що проходить через отвір; проста, низька - вартість, але обмежена точність.

Вихідні потоки: виявити частоту вихору від рідини, що проходить через генератор вихору; Висока точність, широкий діапазон вимірювання.

Масові потоки: безпосередньо вимірюйте масовий потік рідини, не впливаючи на зміну температури/тиску/щільності; Ultra - Висока точність, ідеально підходить для вимірювання потоку газу.

● Передача сигналу та управління дисплеєм:

Датчики потоку перетворюють сигнали потоку в електричні/цифрові сигнали, передані на інструменти відображення та управління. Ці інструменти показують реальний - часовий потік у кожній точці, тригер тривоги, якщо потік перевищує встановлені діапазони, і підключіться до системи автоматизації для автоматичного регулювання потоку.

●Заходи безпеки

Ненормальні коливання потоку в АСУ можуть спричинити ризики безпеки, що вимагають ефективних заходів безпеки:

Проточні тривоги та блокування:
Система моніторингу має межі верхньої/нижньої тривоги; Акультурна/візуальна сигналізація активується, коли потік знаходиться поза діапазоном. Пристрої блокування запобігають сильним аваріям: наприклад, автоматично - відключення повітряних компресорів, якщо потік повітряного повітря занадто низький (щоб уникнути пошкодження обладнання), або автоматично - коригування відкриттів клапана/відключення конкретного обладнання, якщо продукт O₂/N₂ коливається, що коливається.

Технічне обслуговування та догляд за обладнанням:
Регулярно підтримуйте обладнання для моніторингу потоку, пристрої управління та весь АСУ: огляньте датчики потоку на наявність блокування/пошкодження (очистити/замінити), перевірити/налагодити клапани (забезпечити гнучкість/надійність) та огляньте ключове обладнання (наприклад, компресори) на стабільну продуктивність. Це зменшує порушення потоку від збоїв обладнання та покращує експлуатаційну безпеку.

Рекомендовані параметри потоку для одиниць поділу повітря різної масштаби

●Малий - Шкала ASUS

Підходить для сценаріїв з низьким попитом на газ, такими як лабораторії та невеликі фабрики.

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%).​

Характеристики: точно контролювати витрата кожного компонента, щоб забезпечити стабільну подачу високого - газового газу для невеликого - виробництва або експериментів.

●Середній - шкала ASUS

Широко обслуговує загальні промислові підприємства для задоволення регулярного попиту на газ.

Основні параметри: швидкість потоку повітря 3000-20 000 нм³/год; Швидкість потоку кисню продукту 1000-10 000 нм³/год (чистота ≈99,6%), швидкість потоку азоту продукту 1 500-15 000 нм³/год (чистота до 99,99%).

Характеристики: більш високі вимоги до контролю потоку в ключових вузлах (наприклад, подаючи повітря, стиснене повітря, газ - потік рідини в дистиляційних вежах); покладатися на вдосконалені автоматизовані системи та точне обладнання для забезпечення ефективної, стабільної роботи та якості продукції.

●Великий - Шкала ASUS

Використовується у великих сценаріях промислового виробництва -, таких як великі сталеві заводи та хімічні установи.

Основні параметри: швидкість потоку повітря понад 50 000 нм³/год (деякі перевищує 100 000 нм³/год, наприклад, АСУ у великому сталевому конгломераті досягає 80 000 нм³/год); Швидкість потоку кисню продукції 30 000-50 000 нм³/год (відповідає суворим вимогам до чистоти для сталі), витрата азоту продукту 40 000-60 000 нм 13.

Характеристики: високі труднощі в контролі потоку; Потрібні більш вдосконалені та надійні технології моніторингу та регулювання, щоб забезпечити стабільну та ефективну роботу при високому навантаженні, забезпечуючи безперервну високу - якісний газ для великого виробництва масштабу-.

Як один із найпрофесійніших виробників та постачальників відділення повітряного відділення в Китаї, ми тепло вітаємо вас у оптовому відділенні поділу повітря з високою чистотою від нашої фабрики. Всі продукти, виготовлені на замовлення, мають високу якість та конкурентну ціну.