Vzduchová jednotka

Čo je jednotka na separáciu vzduchu?

 

Jednotka na separáciu vzduchu je priemyselné zariadenie. Funguje najskôr chladením a skvapalnením vzduchu. Potom, využívajúci kryogénnu destiláciu na základe rôznych bodov varu plynov vo vzduchu, rozdeľuje atmosféru na hlavné zložky, najmä vrátane kyslíka, dusíka a argónu. Vyrábané čisté plyny sa bežne používajú v priemyselných a lekárskych oblastiach. Proces je energia - intenzívna a spolieha sa na komponenty, ako sú kompresory, destilačné stĺpce a molekulárne sitá. ASU tiež môže atmosféru rozdeliť na svoje primárne komponenty, ako je dusík, kyslík a niekedy argón a iné zriedkavé plyny, zvyčajne zložené z prvkov vrátane vzduchových kompresorov, systémov čistenia vzduchu, tepelných výmenníkov, kryogénnych chladiacich systémov a destilačných stĺpcov.

Metódy separácie vzduchu

Newtek vám poskytuje strihanie - Edge Gas Solutions

Kryogénna destilácia

Kryogénna destilácia najskôr ochladzuje vzduch, aby ho skvapalnil, a potom selektívne oddeľuje svoje komponenty na základe rozdielov v bode varu destiláciou. To vytvára vysoký - plyn čistoty, ale spotrebuje veľa energie. Systém vyžaduje, aby si udržali účinnosť pevne integrované výmenníky tepla a separačné stĺpce, pričom z vstupného vzduchového kompresora vychádza chladná energia.
Na dosiahnutie nízkych teplôt používajú rastliny separácie vzduchu dva cykly chladenia: využívajúc izotermické škrtenie prostredníctvom škrtiaceho zariadenia alebo izentropickej expanzie prostredníctvom expandéra. Kryogénne vybavenie musí byť umiestnené v „studenej skrinke“ (izolovaný kryt), aby sa minimalizovali straty chladenia.

 

Ostatné metódy separácie vzduchu

●Technológia separácie membrány: nízka spotreba energie a flexibilné parametre. Miestnosť - teplotné polymérne membrány produkujú 25% - 50% kyslíka - obohateného vzduchu; Keramické membrány (ITM a OTM) vyžadujú teploty 800 - 900 stupňov a môžu produkovať vysoký - kyslíkový kyslík presahujúci 90%. Môžu sa použiť na výrobu kyslíka - vyčerpaného alebo dusíka - obohateného plynu pre palivové nádrže pre osobné lietadlá na zníženie rizika a môžu tiež poskytnúť vzduchový vzduch obohatený o kyslík pre pilotov s vysokým výškou a mlčanlivých lietadiel.

●Adsorpcia tlakového výkyvu (PSA): PSA, ktorá pracuje pri izbovej teplote a vyžaduje žiadne skvapalnenie, používa zeolit ​​(„Molekulárnu špongiu“) pre vysokú adsorpciu tlaku a znížené {- tlakovú desorpciu na oddelenie kyslíka a dusíka. Tento kompaktný kompresor sa môže použiť na výrobu prenosných lekárskych koncentrátorov kyslíka. Adsorpcia vákuového tlaku (VPSA) je podobná, pričom iba cieľový plyn je desorbovaný pri subatmosférickom tlaku

Získajte cenovú ponuku zadarmo!

 

Pracovný princíp jednotky na separáciu vzduchu (ASU)

Aj keď jednotky na separáciu vzduchu môžu využívať rôzne technológie, ako je membránová separácia a adsorpcia výkyvu tlaku, kryogénna frakcionácia (destilácia) zostáva hlavnou základnou technológiou na dosiahnutie efektívneho, vysokého - separácie čistoty. Jeho typický prevádzkový proces je rozdelený do štyroch kľúčových etáp:

 

 

Kompresná fáza

Atmosférický vzduch sa najprv vtiahne do ASU a potom zadá viac - kompresorový systém na tlak. Hlavným účelom tejto fázy je zvýšiť tlak vzduchu, čím sa znižuje spotreba energie a zlepšila účinnosť následných procesov chladenia a separácie. Tlak vzduchu sa zvyčajne riadi v rozsahu 5-10 barg, čím sa základ pre následné procesy položí.

 

Fáza čistenia

Tlakový vzduch najskôr prechádza čistiacim systémom, aby sa odstránili nečistoty, predovšetkým vlhkosť, oxid uhličitý a stopové množstvá oleja, prachu a iných znečisťujúcich látok. Tento krok je rozhodujúci: zabezpečuje vysokú čistotu konečného výstupného plynu, pričom spĺňa požiadavky priemyselných a lekárskych aplikácií; Zabraňuje tiež nečistotám v zmrazení alebo hromadení v následnom nízkom - teplotnom prostredí, čím sa zabráni blokovaniu tepelných výmenníkov, potrubí a iných zariadení, čím sa zabezpečí stabilná prevádzka jednotky.

 

Chladič

Purifikovaný stlačený vzduch vstupuje do chladiaceho systému pozostávajúceho z tepelného výmenníka a chladiaceho cyklu (napríklad cykly Linde alebo Kraut), kde sa postupne ochladzuje na nízku teplotu. Pretože kryogénna frakcionácia je založená na rozdieloch v bodoch varu medzi plynnými komponentmi, proces chladenia znižuje vzduch na jeho skvapalnenú teplotu a premení plynný vzduch na kvapalný vzduch a pripravuje ho na následnú separáciu destilácie.

 

Fáza separácie

Kvapalný vzduch sa privádza do jednej - alebo multi - destilačná veža, kde sú jej komponenty oddelené frakčnou destiláciou. Rozdiely v bodoch varu medzi plynmi sú rozhodujúce pre separáciu: dusík, s najnižším bodom varu, odparuje a stúpa z kvapalného vzduchu najprv, ktorý sa zhromažďuje v hornej časti veže. Kyslík s vyšším bodom varu zostáva na spodnej časti veže a je prepustený ako kvapalina alebo plyn. Ak sa musí argón oddeliť, pretože jeho bod varu leží medzi dusík a kyslík, môže sa extrahovať zo stredu veže prostredníctvom špecializovanej destilačnej časti.

Prevádzkový proces a základné komponenty jednotky na separáciu vzduchu (ASU)

 

Komprimovaný vzduch zo vzduchového kompresora je najprv ochladený vzduchovým pred - chladiacim systémom pred odstránením molekulárnym simom, aby sa odstránili nečistoty, ako je vlhkosť, oxid uhličitý a uhľovodíky. Purifikovaný vzduch sa potom rozdelí na dve cesty: jedna sa posiela priamo do horného stĺpca destilačnej veže, zatiaľ čo druhá je rozšírená a ochladená expandérom pred odoslaním do dolného stĺpca. V rámci destilačnej veže sa stúpajúca para a padajúca kvapalina podliehajú výmene a separácii tepla, čo v konečnom dôsledku produkuje vysoký - dusík čistoty v hornej časti horného stĺpca a vysoký - kyslík čistoty v spodnej časti.
 

● Kompresný systém:

Zahŕňajúci filter na vstup do vzduchu (na filtrovanie prachu), vzduchový kompresor (na tlak na tlak na vzduch), interstage chladič vzduchového kompresora (na zníženie teploty a udržanie účinnosti) a tlmič odvzdušňovacieho vetra (na zníženie hluku).

● Pre - chladiaci systém:
Zahŕňajúca vodu - chladiacu vežu, chladiacu vežu vzduchu - (na výmenu teploty a zníženia teploty), vodné čerpadlo (na zabezpečenie chladiacej vody) a chladiča (na zabezpečenie hlbokého chladenia).

● Čistenie:
Jadrom je adsorber molekulárneho sita (na odstránenie nečistôt) spojený s tlmičom dusíka (na zníženie hluku výfukového plynu).

● Výmena tepla:

Zahŕňa hlavný výmenník tepla (na výmenu tepla medzi vzduchom a nízkym - plynným plynom, aby sa znížila teplota) a subcocher (pre chladiace kvapalinové produkty na zníženie strát odparovania).

● Destilačný systém:
Zahŕňa destilačnú vežu (pre plyn - kvapalinové oddelenie) a kondenzátor - výparník (na udržanie destilačného cyklu).

● Dodávka produktu:

Obsahujúca tlakovú regulačnú stanicu (pre reguláciu tlaku) a meraciu stanicu (na meranie prietoku).

● Systém zálohovania kvapaliny:

Zahŕňa nádrže na skladovanie tekutín (na ukladanie kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka), skladovacích nádrží plynu (pre plynné produkty plynného tlmivého roztoku) a odparovača kvapaliny (pre núdzovú kvapalinu {{}} na - konverzia plynu).

Aplikácie jednotky na separáciu vzduchu

 

 

 

 

 

Zdravotná starostlivosť
 

Priemyselná výroba
 

Jedlo a nápoje
 

Výroba energie

 

Jednotka na separáciu vzduchu v procese priemyselných plynov

Vzduch je primárne zložený z dusíka (približne 78,1%), kyslíka (približne 20,9%), argónu (približne 0,9%) a malých množstiev iných plynov. V súčasnosti je najpoužívanejšou metódou separácie vzduchu v priemysle kryogénna separácia, známa tiež ako kryogénna destilácia. V podstate to zahŕňa skvapalnenie plynu, zvyčajne používanie mechanických metód, ako je škrtiaca expanzia alebo adiabatická expanzia. Vzduch je najskôr stlačený a ochladený a potom sa destiluje pomocou rozdielov v bodoch varu medzi plynmi na ich oddelenie.

Kľúčové uzly a funkcie toku procesu

● Kŕmite prietok vzduchu

Základný vstupný parameter (meraný v NM³/h), ktorý priamo určuje stupnicu/kapacitu výroby ASU (napr. 68 500 nm3/h pre médium - ASU pri normálnej prevádzke).

Abnormality: náhle zvýšenie kompresorov preťaženia (vyššia spotreba opotrebenia/energia) a narušenie čistenia/chladenia/destilácie (nevyvážený plyn {{}} kvapalina/termodynamika, nižšia účinnosť/výťažok); Príliš nízky tok znižuje využitie zariadení a zvyšuje jednotkové náklady.

● Prietok stlačeného vzduchu

Prietoková rýchlosť zmení stĺp - kompresia; Prietok výstupu musí zodpovedať procesu systému, zabezpečiť dostatočný tlak na kryogénne/destilačné operácie a udržiavať stabilitu.

Ovládanie: Upravte vstupnú vodiacu vodiacu lopatku alebo rýchlosť kompresora pre presné riadenie prietoku/tlaku.

Riziká: Pretlak spôsobuje nebezpečenstvo zariadenia; Nedostatočné tlakové obmedzenia skvapalnenia/separácie; Nestabilný tok zhoršuje adsorpciu molekulárneho sita (nedostatočné odstránenie nečistoty).

● Čistený prietok vzduchu

Kritické pre kryogénnu separáciu po odstránení vlhkosti/co₂/uhľovodíkov cez sušičky vzduchu; vyžaduje stabilitu a dodržiavanie predpisov.

Dopady: abnormálne nevyvážené toky frakcionovanie vežového plynu - kvapalný pomer (napr. Nadmerný prietok rýchlosť stúpania plynu, znižuje čas/účinnosť kontaktu a čistotu produktu); Nad - štandardné nečistoty spôsobujú kryogénnu zmrzlinu/upchatie.

● Plyn - prietoky kvapaliny v destilačných vežiach

Plyn - fázový prietok: Kľúč pre účinnosť (napr. Počiatočná destilácia v dvojitej - Dower Tower produkuje stúpajúci dusík/zostupný kyslík - bohatá kvapalina). Vhodný prietok zaisťuje dostatok plynu - kvapalinový kontakt (výmena tepla/hmotnosť); Prebytok spôsobuje povodne veže (akumulácia kvapaliny, narušená destilácia) a nízka účinnosť separácie.

Liquid - fázový prietok: kontrafily s plynom; Prietok (napr. škrtiaci kyslík - bohatá tekutina z dolnej veže do hornej veže) sa musí zhodovať s tokom plynu. Prebytočné povodne veže; Nedostatočnosť znižuje umývanie nečistôt (zlá čistota); Nestabilný tok zhoršuje kondenzátor - Výmena tepla odparovača (ovplyvňuje energetickú bilanciu/separáciu).

● Prietoky plynu a odpadového plynu produktu

Tok kyslíka produktu: riadené potrebami používateľa (napr. Vysoký prietok pre výrobu ocele, vysoká čistota pre lekárske použitie); Upravené pomocou parametrov destilácie (pomer refluxu, teplota, tlak). Výkyvné nárazové výroba (napr. Nestabilná účinnosť/kvalita výroby ocele).

Prietok dusíka produktu: Presne kontrolované (prostredníctvom destilačného plynu - distribúcia kvapaliny, reflux kvapalný dusík) pre chemikálie/elektroniku (napr. Stabilný vysoký - dusík čistoty ako plynový plyn); odchýlky spôsobujú oxidáciu.

Prietok odpadového plynu: obsahuje neoddelené plyny; Po ochladení expandérov sa časť regeneruje chladné molekulárne sitá, zvyšné otvory. Prebytok naznačuje nízku účinnosť separácie (premrhaný plyn, vysoká energia) a zlá regenerácia sita (znížená adsorpcia/stabilita).

Metódy riadenia a regulácie toku

● Regulácia ventilov

Ventil škrtiacej klapky: Ventil škrtiacej klapky je bežne používané regulačné zariadenie toku, ktorý riadi prietok zmenou otvoru ventilu, aby sa zmenila plocha prietoku tekutiny. V jednotkách separácie vzduchu sa na reguláciu prietoku napájacieho vzduchu, stlačeného vzduchu a komprimovaných komponentov plynu a kvapalných komponentov v každom stĺpci často používajú. Napríklad predtým, ako vzduch vstúpi do destilačného stĺpca, môže sa na úpravu prietoku tak, aby splnil požiadavky na prívodný stĺpec destilačného stĺpca. Zatiaľ čo ventily škrtiacej klapky ponúkajú výhody, ako je napríklad jednoduchá štruktúra a ľahká prevádzka, počas procesu úpravy tiež vytvárajú určitý pokles tlaku, čo vedie k strate energie.

Regulačný ventil: Regulačný ventil sa zvyčajne používa v spojení s automatizovaným riadiacim systémom na automatické nastavenie otvoru ventilu podľa nastaveného prietoku. Regulačné ventily sú často inštalované v kľúčových kontrolných bodoch v jednotkách separácie vzduchu, ako sú výstupné potrubia pre kyslík a dusík. Na základe skutočných údajov o časovom prietoku - ovládač automaticky upravuje otvor ventilu, aby sa udržal prietok v rozsahu nastaveného rozsahu. V porovnaní s klapkovými ventilmi poskytujú regulačné ventily vyššiu presnosť regulácie a rýchlejšiu reakciu, vďaka čomu sú prispôsobivejšie na rôzne prevádzkové podmienky počas prevádzky jednotky.

● Nastavenie kompresora

Sprievodca úpravou lopty: Pre odstredivé vzduchové kompresory sa objem nasávaného vzduchu môže meniť nastavením uhla vstupných vodiacich lopatiek, čím sa riadi stlačený prietok vzduchu. Na zvýšenie prietoku stlačeného vzduchu sa zvyšuje otvorenie vstupnej vodiacej lopatky, aby sa umožnil viac vzduchu vstúpiť do kompresora; Naopak, otváranie vstupných vodiacich lopatiek sa zníži, aby sa znížil objem nasávaného vzduchu. Úprava vstupnej vodiacej lopatky ponúka výhody širokého rozsahu úprav a relatívne minimálnej spotreby energie počas úpravy. To zaisťuje, že prietok stlačeného vzduchu spĺňa požiadavky procesu pri zachovaní efektívnej prevádzky kompresora.

Nastavenie rýchlosti: prietok je možné upraviť aj zmenou rýchlosti kompresora. Pomocou technológie regulácie variabilnej rýchlosti frekvencie môže byť rýchlosť kompresora flexibilne upravená na základe skutočných požiadaviek na tok. Ak zariadenie vyžaduje nižšiu prietokovú rýchlosť stlačeného vzduchu, zníži sa rýchlosť kompresora; Ak je potrebný vyšší prietok, zvýši sa rýchlosť. Nastavenie rýchlosti ponúka rýchly čas odozvy a môže sa rýchlo prispôsobiť zmenám prietoku procesu, ale kladie vysoké požiadavky na motorový a riadiaci systém.

● Regulácia refluxu

Regulácia refluxu je bežná metóda riadenia toku v jednotkách separácie vzduchu. Napríklad v destilačnom stĺpci je plynový pomer kvapalného pomeru v stĺpci riadený úpravou prietoku refluxu, čím ovplyvňuje účinnosť destilácie a prietok produktu. Aby sa zlepšila čistota produktu, môže sa zvýšiť prietok refluxu, aby sa sekcia destilácie v kolóne umožnila účinnejšie oddeliť nečistoty od plynu. Na zvýšenie výťažku produktu sa môže znížiť prietok refluxu. Regulácia refluxu sa musí použiť v spojení s inými metódami riadenia toku, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka destilačného stĺpca za rôznych prevádzkových podmienok.

Monitorovanie toku a bezpečnosť

● Systém monitorovania toku

Na presné monitorovanie prietoku v kľúčových bodoch ASU sa zvyčajne prijíma pokročilý systém monitorovania toku, ktorý sa skladá hlavne z snímačov toku, obvodov prenosu signálu a zobrazovacích a riadiacich prístrojov.

●Senzory toku:

Prietokovy do platne ORIFICE: Zmerajte prietok tlakovým rozdielom od tekutiny prechádzajúcou otvorom; jednoduché, nízke - náklady, ale obmedzená presnosť.

Vortexové prietoky: detekcia vírovej frekvencie z tekutiny prechádzajúcej generátorom víru; Vysoká presnosť, široký rozsah merania.

Hromadné prietokyre: priamo zmerajte tok hmotnosti tekutiny, neovplyvnený zmenami teploty/tlaku/hustoty; Ultra - vysoká presnosť, ideálna pre meranie prietoku plynu produktu.

● Prenos signálu a riadenie displeja:

Senzory toku premieňajú signály toku na elektrické/digitálne signály, vysielané do zobrazovacích a riadiacich prístrojov. Tieto nástroje zobrazujú reálne - časový tok v každom bode, spúšťajú alarmy, ak prietok presahuje nastavené rozsahy a pripojte sa k automatizačnému systému pre automatické nastavenie toku.

●Bezpečnostné opatrenia

Abnormálne kolísanie toku v ASUS môžu spôsobiť bezpečnostné riziká, čo si vyžaduje účinné bezpečnostné opatrenia:

Flow Alarms and Clocks:
Monitorovací systém má horné/dolné limity alarmu; Ak je prietok mimo dosahu aktivovaný alarmy zvukových/vizuálnych. Zariadenia blokovania bránia závažným nehodám: napr. Auto - vypnutie vzduchových kompresorov, ak je prietok vzduchu príliš nízky (na to, aby sa zabránilo poškodeniu zariadenia), alebo automatické - nastavenie otvorov ventilov/vypnutia špecifického zariadenia, ak produkt O₂/n₂ fluktuuje neobvykle.

Údržba a starostlivosť o vybavenie:
Pravidelne udržiavajte monitorovacie zariadenia toku, riadiace zariadenia a celé ASU: Skontrolujte snímače prietoku, či neobsahujú zablokovanie/poškodenie (pohotovo vyčistite/vymeňte), kontrolné/ladiace ventily (zabezpečte flexibilitu/spoľahlivosť) a skontrolujte stabilný výkon (napr. Kompresory). To znižuje abnormality toku z porúch zariadenia a zlepšuje prevádzkovú bezpečnosť.

Odporúčané parametre prietoku pre jednotky separácie vzduchu v rôznych mierkach

●Small - stupnica asus

Vhodný pre scenáre s nízkym dopytom po plyne, ako sú laboratóriá a malé továrne.

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%).​

Charakteristiky: Presne regulujte prietok každej zložky, aby ste zaistili stabilné napájanie vysokého - čistotného plynu pre malú výrobu alebo experimenty mierky mierky -.

●Médium - stupnica asus

Všeobecne slúžia všeobecným priemyselným podnikom na uspokojenie pravidelného dopytu po plyne.

Základné parametre: prietok procesu 3 000-20 000 nm 3/h; Produkt kyslíka Prietok 1 000-10 000 nm3/h (čistota ≈99,6%), prietok dusíka produktu 1 500-15 000 nm/h (čistota až 99,99%).

Charakteristiky: Vyššie požiadavky na reguláciu prietoku v kľúčových uzloch (napr. Krmový vzduch, stlačený vzduch, plyn - prietok kvapaliny v destilačných vežách); Spoliehajte sa na pokročilé automatizované systémy a presné zariadenia, aby ste zabezpečili efektívnu a stabilnú prevádzku a kvalitu produktu.

●Veľká - stupnica asus

Používa sa vo veľkých - scenároch priemyselnej výroby v mierke, ako sú veľké oceľové mlyny a chemické rastliny.

Základné parametre: Prietok procesu vzduchu nad 50 000 nm3/h (niektoré presahujú 100 000 nm3/h, napr. ASU vo veľkom oceľovom konglomeráte dosahuje 80 000 nm/h); Prietok kyslíka Prietok 30 000-50 000 nm3/h (spĺňa prísne požiadavky na výrobu ocele), prietok dusíka 40 000-60 000 nm/h.

Charakteristiky: vysoké obtiažnosti riadenia toku; Vyžadujú pokročilejšie a spoľahlivejšie technológie monitorovania a regulácie na zabezpečenie stabilnej a efektívnej prevádzky pri vysokom zaťažení, pričom poskytuje nepretržitý vysoký - kvalitný plyn pre veľkú výrobu -.

Ako jeden z najprofesionálnejších výrobcov a dodávateľov oddelenia vzduchu v Číne vás srdečne vítame na veľkoobchodnej jednotke vzduchu s vysokou čistotou od našej továrne. Všetky výrobky vyrobené na mieru sú s vysokou kvalitou a konkurencieschopnou cenou.