Ako funguje kryogénny kyslíkový závod

Čo je to kryogénna kyslíková rastlina?
 

Zariadenie na kryogénny kyslík je priemyselné zariadenie, ktoré oddeľuje kyslík (a často dusík a argón) z okolitého vzduchu pomocou extrémne nízkych teplôt na skvapalnenie vzduchu a potom pomocou frakčnej destilácie. Tento proces, známy ako kryogénna separácia vzduchu, využíva rôzne teploty varu hlavných zložiek vzduchu na výrobu kyslíka vysokej{1}}čistoty pre priemyselné, lekárske a iné aplikácie.

 

Ako funguje kryogénny kyslíkový závod?

 

Kompresia vzduchu
Atmosférický vzduch sa nasáva a stláča pomocou viacstupňových kompresorov{0}} na mierny tlak. shengerhk.com+2hitechgas.com+2

Prečistenie
Stlačený vzduch sa posiela cez lôžka s molekulovými sitami (alebo podobné čistiace jednotky), aby sa odstránila vlhkosť, oxid uhličitý a uhľovodíky, čím sa zabezpečí, že vzduch bude čistý pred kryogénnym chladením.

Predchladenie a výmena tepla
Vyčistený vzduch prechádza cez výmenník tepla, kde sa ochladzuje výmenou tepla s odchádzajúcimi kryogénnymi (studenými) plynmi. To znižuje teplotu vzduchu blízko bodu jeho skvapalnenia.

Expanzia / Chladenie
Časť studeného vzduchu expanduje v expandéri (alebo cez Joule-Thomsonov ventil), čím sa zníži jeho tlak a ďalej sa ochladzuje. Táto expanzia poskytuje chladenie potrebné na dosiahnutie kryogénnych teplôt.

Skvapalnenie
Po dostatočnom ochladení časť vzduchu kondenzuje na kvapalinu. Táto kvapalina je bohatá na dusík a kyslík, ale ešte nie je rozdelená na čisté zložky.

 

Frakčná destilácia (rektifikácia)
Kvapalný vzduch vstupuje do destilačných kolón (zvyčajne dvojkolónový systém):

Vvysokotlakový-stĺpecčasť kvapaliny sa rozdelí na bohatšie dusíkové pary (hore) a kyslíkom -obohatené kvapaliny (dole)

Vnízkotlakový-stĺpec, kyslíkom-obohatená kvapalina sa ďalej čistí. Dusík -, ktorý vrie pri nižšej teplote -, sa vyvarí, zatiaľ čo kyslík sa koncentruje v kvapalnej fáze v dôsledku vyššieho bodu varu.

Obnova produktu

Kyslík: Vyčistený kyslík sa odoberá buď ako studená kvapalina (LOX) alebo sa odparí na plyn, v závislosti od potreby. hitechgas.com

Dusík: Dusík je možné získať z hornej časti destilačnej kolóny; v niektorých zariadeniach sa dodáva ako plyn alebo skvapalnený. YG Machinery

Ďalšie plyny (ako je argón) je možné v prípade potreby oddeliť pomocou bočných stĺpcov.

Rekuperácia tepla a účinnosť
Odchádzajúci produkt a odpadové prúdy (kyslík, dusík) sa používajú vo výmenníkoch tepla na ochladzovanie prichádzajúceho vzduchu v protiprúde, čím sa zvyšuje energetická účinnosť.

 

Izolovaný chladiaci box
Kryogénne destilačné zariadenie (výmenníky tepla a kolóny) je umiestnené v dobre{0}}izolovanom kryte (chladiaci box), aby sa minimalizovali tepelné straty.

 

Kľúčové výhody kryogénnych kyslíkových zariadení

●High purity: Capable of producing very pure oxygen (>95% alebo viac), vhodné pre náročné priemyselné alebo lekárske aplikácie.

●Veľká-výroba: Vďaka nepretržitej prevádzke a veľkej kapacite sa dobre-hodí pre prostredia s vysokým-nárokom. shengerhk.com

●Schopnosť viacerých{0}}produktov: Jedna rastlina môže často produkovať kyslík, dusík a dokonca aj argón v kvapalnej aj plynnej forme. cryomade.com

●Rekuperácia energie: Efektívna integrácia tepla a cykly expanzie robia proces energeticky-účinnejším, než by sa inak očakávalo.

 

Aplikácie kryogénnych kyslíkových zariadení

●Priemyselná výroba: Dodávanie kyslíka pre výrobu ocele, zváranie, výrobu skla a petrochemické procesy.

●Lekárstvo a zdravotná starostlivosť: Poskytovanie-kyslíka vysokej čistoty pre nemocnice, kliniky a pohotovostné služby.

●Vedecký výskum: Podporné laboratóriá, ktoré vyžadujú kvapalný kyslík alebo inertné plyny na kryogénne experimenty.

●Energia a životné prostredie: V splyňovacích zariadeniach, spaľovacích systémoch alebo ako súčasť infraštruktúry-na zachytávanie uhlíka.

 

Záver

Kryogénne kyslíkové elektrárne využívajú fyziku nízkej{0}}teploty a frakčnú destiláciu na rozdelenie vzduchu na plyny vysokej{1}}čistoty. Kombinácia čistenia, výmeny tepla, expanzie a destilácie umožňuje týmto závodom dodávať kyslík a iné plyny vo veľkom meradle s vysokou čistotou a účinnosťou. Ich robustný dizajn a flexibilita z nich robí kritickú súčasť modernej infraštruktúry priemyselných plynov.

Časté otázky kupujúcich (6 bežných otázok)

Aká je typická čistota kyslíka produkovaného kryogénnym kyslíkovým zariadením?
Cryogenic plants commonly produce oxygen with purities greater than 95%, and some designs reach >99 % kyslíka, v závislosti od frakcionačného systému.

 

Aká energeticky náročná je kryogénna separácia?
Proces vyžaduje značnú elektrickú energiu, najmä na kompresiu vzduchu a chladiaci cyklus. Efektívna rekuperácia tepla a expanzné turbíny však pomáhajú znižovať čistú spotrebu energie. biosng.com+1

 

Môže jedna rastlina produkovať kyslík aj dusík?
áno. Kryogénne zariadenie na separáciu vzduchu zvyčajne produkuje kyslík a dusík súčasne. Môže tiež produkovať argón, ak je nakonfigurovaný s ďalšou destilačnou kolónou.

 

Prečo je potrebný chladiaci box?
Chladiaci box obsahuje destilačné kolóny a výmenníky tepla v izolovanom kryte na udržanie veľmi nízkych teplôt a obmedzenie prenikania tepla, čo je rozhodujúce pre účinnosť.

 

Aký druh údržby si vyžaduje kryogénna kyslíková stanica?
Údržba zahŕňa pravidelnú kontrolu kompresorov, lôžok s molekulovými sitami, expanzných strojov, integrity izolácie a čistiacich systémov, aby sa zabezpečila spoľahlivá prevádzka a bezpečnosť.

 

Je kryogénna kyslíková elektráreň ekonomická pre malé-aplikácie?
Kryogénne zariadenia sa stávajú najhospodárnejšími vo väčších rozmeroch (vysoká spotreba kyslíka), pretože menšie technológie (ako PSA) môžu byť nákladovo-efektívnejšie pre nízke-až{2}}požiadavky na prietok.