Unit pemisahan udara

Apakah unit pemisahan udara?

 

Unit pemisahan udara adalah kemudahan perindustrian. Ia berfungsi dengan menyejukkan dan mencairkan udara terlebih dahulu. Kemudian, memanfaatkan penyulingan kriogenik berdasarkan titik mendidih gas yang berbeza di udara, ia memisahkan atmosfera menjadi komponen utama, terutamanya termasuk oksigen, nitrogen dan argon. Gas tulen yang dihasilkan digunakan secara meluas dalam bidang perindustrian dan perubatan. Proses ini adalah tenaga - intensif dan bergantung pada komponen seperti pemampat, lajur penyulingan dan saringan molekul. Juga, ASU boleh memisahkan atmosfera ke dalam komponen utamanya seperti nitrogen, oksigen, dan kadang -kadang argon dan gas -gas lain yang jarang berlaku, biasanya terdiri daripada unsur -unsur termasuk pemampat udara, sistem pembersihan udara, penukar haba, sistem penyejukan kriogenik dan lajur penyulingan.

Kaedah pemisahan udara

Newtek menyediakan anda dengan memotong penyelesaian gas kelebihan -

Penyulingan kriogenik

Penyulingan kriogenik pertama menyejukkan udara untuk mencairkannya, kemudian secara selektif memisahkan komponennya berdasarkan perbezaan titik mendidih mereka melalui penyulingan. Ini menghasilkan gas kesucian tinggi -, tetapi ia menggunakan banyak tenaga. Sistem ini memerlukan penukar haba yang terintegrasi dan lajur pemisahan untuk mengekalkan kecekapan, dengan tenaga penyejukan yang datang dari pemampat udara masuk.
Untuk mencapai suhu yang rendah, loji pemisahan udara menggunakan dua kitaran penyejukan: menggunakan pendakian isoterma melalui peranti pendikit, atau pengembangan isentropik melalui expander. Peralatan kriogenik mesti ditempatkan di dalam "kotak sejuk" (kandang terlindung) untuk meminimumkan kerugian penyejukan.

 

Kaedah pemisahan udara lain

●Teknologi pemisahan membran: penggunaan tenaga yang rendah dan parameter fleksibel. Bilik - Membran polimer suhu menghasilkan 25% - 50% oksigen - udara diperkaya; Membran seramik (ITM dan OTM) memerlukan suhu 800 - 900 darjah dan boleh menghasilkan oksigen kesucian - melebihi 90%. Mereka boleh digunakan untuk menghasilkan oksigen - habis atau nitrogen - gas diperkaya untuk tangki bahan api pesawat penumpang untuk mengurangkan risiko, dan juga boleh menyediakan udara yang diperkaya oksigen untuk juruterbang pesawat yang tinggi, pesawat tidak tertekan.

●Penjerapan Swing Tekanan (PSA): Beroperasi pada suhu bilik dan tidak memerlukan pencairan, PSA menggunakan zeolit ​​("span molekul") untuk penyerapan tekanan tinggi - dan pengurangan tekanan- untuk memisahkan oksigen dan nitrogen. Pemampat padat ini boleh digunakan untuk mengeluarkan konsentrator oksigen perubatan mudah alih. Penyerapan Swing Tekanan Vakum (VPSA) adalah sama, dengan hanya gas sasaran yang diserap pada tekanan subatmosfera

Dapatkan petikan percuma!

 

Prinsip Kerja Unit Pemisahan Udara (ASU)

Walaupun unit pemisahan udara boleh menggunakan pelbagai teknologi, seperti pemisahan membran dan penjerapan swing tekanan, pecahan kriogenik (penyulingan) kekal sebagai teknologi teras arus perdana untuk mencapai pemisahan kesucian yang cekap, tinggi -. Proses operasi tipikal dibahagikan kepada empat peringkat utama:

 

 

Tahap mampatan

Udara atmosfera pertama kali ditarik ke ASU dan kemudian memasuki sistem pemampat peringkat - untuk penekanan. Tujuan utama tahap ini adalah untuk meningkatkan tekanan udara, dengan itu mengurangkan penggunaan tenaga dan meningkatkan kecekapan dalam proses penyejukan dan pemisahan berikutnya. Tekanan udara biasanya dikawal dalam lingkungan 5-10 barg, meletakkan asas untuk proses berikutnya.

 

Tahap pemurnian

Udara bertekanan pertama melalui sistem pembersihan untuk menghilangkan kekotoran, kelembapan, karbon dioksida, dan jumlah minyak, habuk, dan bahan pencemar lain. Langkah ini adalah penting: ia memastikan kesucian tinggi gas output akhir, memenuhi keperluan aplikasi perindustrian dan perubatan; Ia juga menghalang kekotoran daripada pembekuan atau terkumpul dalam persekitaran suhu - yang rendah, menghalang penyumbatan penukar haba, saluran paip, dan peralatan lain, dengan itu memastikan operasi stabil unit.

 

Peringkat penyejukan

Udara termampat yang disucikan memasuki sistem penyejukan yang terdiri daripada penukar haba dan kitaran penyejukan (seperti kitaran Linde atau Kraut), di mana ia secara beransur -ansur disejukkan ke suhu rendah. Oleh kerana pecahan kriogenik didasarkan pada perbezaan titik mendidih antara komponen gas, proses penyejukan menurunkan udara ke suhu pencairannya, menukar udara gas ke udara cair, menyediakannya untuk pemisahan penyulingan berikutnya.

 

Peringkat pemisahan

Udara cecair dimasukkan ke dalam menara penyulingan peringkat - atau multi -, di mana komponennya dipisahkan melalui penyulingan pecahan. Perbezaan titik mendidih antara gas adalah penting untuk pemisahan: nitrogen, dengan titik mendidih terendah, menguap dan naik dari udara cecair terlebih dahulu, yang dikumpulkan di bahagian atas menara. Oksigen, dengan titik mendidih yang lebih tinggi, kekal di bahagian bawah menara dan dilepaskan sebagai cecair atau gas. Sekiranya Argon perlu dipisahkan, kerana titik mendidihnya terletak di antara nitrogen dan oksigen, ia boleh diekstrak dari tengah menara melalui seksyen penyulingan khusus.

Proses operasi unit pemisahan udara (ASU) dan komponen teras

 

Udara termampat dari pemampat udara mula -mula disejukkan oleh sistem penyejukan pra - sebelum dikeluarkan oleh saringan molekul untuk menghilangkan kekotoran seperti kelembapan, karbon dioksida, dan hidrokarbon. Udara yang disucikan kemudian dibahagikan kepada dua laluan: satu dihantar terus ke lajur atas menara penyulingan, manakala yang lain diperluas dan disejukkan oleh expander sebelum dihantar ke lajur yang lebih rendah. Di dalam menara penyulingan, wap yang semakin meningkat dan cecair yang jatuh menjalani pertukaran haba dan pemisahan, akhirnya menghasilkan nitrogen kesucian - di bahagian atas lajur atas dan tinggi- oksigen kemurnian di bahagian bawah.
 

● Sistem mampatan:

Terdiri daripada penapis masuk udara (untuk menapis habuk), pemampat udara (untuk menekan udara), penyejuk interstage pemampat udara (untuk mengurangkan suhu dan mengekalkan kecekapan), dan penyenyap bolong pemampat udara (untuk mengurangkan bunyi).

● Pre - Sistem Penyejukan:
Terdiri daripada air - menara penyejuk, udara - menara penyejuk (untuk menukar haba dan mengurangkan suhu), pam air (untuk menyediakan air penyejuk), dan penyejuk (untuk menyediakan penyejukan yang mendalam).

● Sistem Pembersihan:
Inti adalah penyerap penapis molekul (untuk menghilangkan kekotoran) ditambah dengan penyenyap bolong nitrogen (untuk mengurangkan bunyi ekzos).

● Sistem pertukaran haba:

Termasuk penukar haba utama (untuk pertukaran haba antara udara dan gas suhu rendah - untuk mengurangkan suhu) dan subcooler (untuk penyejukan produk cecair untuk mengurangkan kerugian pengewapan).

● Sistem penyulingan:
Termasuk menara penyulingan (untuk gas - pemisahan hubungan cecair) dan pemeluwap - penyejat (untuk mengekalkan kitaran penyulingan).

● Sistem Penyampaian Produk:

Terdiri daripada stesen pengawalseliaan tekanan (untuk peraturan tekanan) dan stesen pemeteran (untuk pengukuran aliran).

● Sistem sandaran penyimpanan cecair:

Termasuk tangki simpanan cecair (untuk menyimpan oksigen cecair dan nitrogen cecair), tangki penyimpanan gas (untuk produk penyejuk gas), dan penyejat cecair (untuk cecair kecemasan - ke - penukaran gas).

Aplikasi Unit Pemisahan Udara

 

 

 

 

 

Penjagaan kesihatan perubatan
 

Pembuatan Perindustrian
 

Makanan dan minuman
 

Pengeluaran tenaga

 

Unit Pemisahan Udara dalam Proses Gas Perindustrian

Udara terutamanya terdiri daripada nitrogen (kira -kira 78.1%), oksigen (kira -kira 20.9%), argon (kira -kira 0.9%), dan sedikit gas lain. Pada masa ini, kaedah pemisahan udara yang paling banyak digunakan dalam industri adalah pemisahan kriogenik, juga dikenali sebagai penyulingan kriogenik. Pada asasnya, ini melibatkan pencairan gas, biasanya menggunakan kaedah mekanikal seperti pengembangan pendikit atau pengembangan adiabatik. Udara pertama dimampatkan dan disejukkan, dan kemudian disuling menggunakan perbezaan titik mendidih antara gas untuk memisahkannya.

Nod utama dan fungsi aliran proses

● Makan aliran udara

Parameter input asas (diukur dalam nm³/h) yang secara langsung menentukan skala/kapasiti pengeluaran ASU (misalnya, 68,500 nm³/h untuk medium - ASU di bawah operasi biasa).

Keabnormalan: Meningkatkan secara tiba -tiba Pemampat beban (penggunaan haus/tenaga yang lebih tinggi) dan mengganggu penyucian/penyejukan/penyulingan (gas tidak seimbang - cecair/termodinamik, kecekapan/hasil yang lebih rendah); Aliran terlalu rendah mengurangkan penggunaan peralatan dan menaikkan kos unit.

● Aliran udara termampat

Perubahan kadar aliran post - pemampatan; Aliran outlet mesti sepadan dengan proses sistem, memastikan tekanan yang mencukupi untuk operasi kriogenik/penyulingan, dan mengekalkan kestabilan.

Kawalan: Laraskan pembukaan vane pembukaan atau kelajuan pemampat untuk kawalan aliran/tekanan yang tepat.

Risiko: overpressure menyebabkan bahaya peralatan; Tekanan yang tidak mencukupi mengehadkan pencairan/pemisahan; Aliran yang tidak stabil merosakkan penjerapan penapis molekul (penyingkiran kekotoran yang tidak mencukupi).

● Kadar aliran udara yang disucikan

Kritikal untuk pemisahan kriogenik selepas mengeluarkan kelembapan/CO₂/hidrokarbon melalui pengering udara; memerlukan kestabilan dan pematuhan reka bentuk.

Impak: Aliran abnormal tidak normal Fractionating menara gas - nisbah cecair (contohnya, aliran berlebihan mempercepatkan pendakian gas, mengurangkan masa/kecekapan hubungan dan kesucian produk); Lebih dari - kekotoran standard menyebabkan peralatan/penyumbatan peralatan kriogenik.

● Gas - kadar aliran cecair di menara penyulingan

Gas - Kadar aliran fasa: Kunci untuk kecekapan (misalnya, penyulingan awal dalam dua menara menara menara yang lebih rendah menghasilkan peningkatan nitrogen/turun oksigen - cecair kaya). Aliran yang sesuai memastikan gas yang mencukupi - sentuhan cecair (pertukaran haba/massa); Lebihan menyebabkan banjir menara (pengumpulan cecair, penyulingan terganggu) dan kecekapan pemisahan yang rendah.

Cecair - kadar aliran fasa: aliran balas dengan gas; Aliran (contohnya, oksigen - cecair kaya dari menara bawah ke menara atas) mesti memadankan aliran gas. Menara banjir yang berlebihan; kekurangan mengurangkan pencucian kekotoran (kesucian miskin); Aliran yang tidak stabil merosakkan kondensor - Evaporator Heat Exchange (mempengaruhi keseimbangan tenaga/pemisahan).

● Kadar aliran gas dan gas sisa produk

Aliran oksigen produk: dikawal oleh keperluan pengguna (misalnya, aliran tinggi untuk pembuatan keluli, kesucian tinggi untuk kegunaan perubatan); diselaraskan melalui parameter penyulingan (nisbah refluks, suhu, tekanan). Turun naik kesan pengeluaran (contohnya, kecekapan/kualiti keluli yang tidak stabil).

Aliran nitrogen produk: dikawal dengan tepat (melalui gas penyulingan - pengagihan cecair, nitrogen cecair refluks) untuk bahan kimia/elektronik (misalnya, stabil tinggi - nitrogen kesucian sebagai gas pelindung cip); Penyimpangan menyebabkan pengoksidaan.

Aliran gas sisa: Mengandungi gas yang tidak dipupuk; Selepas penyejukan, bahagian menanam semula saringan molekul yang sejuk, ventilasi selebihnya. Kelebihan menunjukkan kecekapan pemisahan yang rendah (gas sia -sia, tenaga tinggi) dan regenerasi penapis yang lemah (penurunan penjerapan/kestabilan).

Kaedah kawalan dan peraturan aliran

● Peraturan injap

Injap Throttle: Injap pendikit adalah peranti kawalan aliran yang biasa digunakan yang mengawal aliran dengan mengubah pembukaan injap untuk menukar kawasan aliran bendalir. Dalam unit pemisahan udara, injap pendikit sering digunakan untuk mengawal aliran udara suapan, udara termampat, dan komponen gas dan cecair dalam setiap lajur. Sebagai contoh, sebelum udara memasuki lajur penyulingan, injap pendikit boleh digunakan untuk menyesuaikan kadar aliran untuk memenuhi keperluan suapan lajur penyulingan. Walaupun injap pendikit menawarkan kelebihan seperti struktur mudah dan kemudahan operasi, mereka juga menghasilkan penurunan tekanan tertentu semasa proses pelarasan, mengakibatkan kehilangan tenaga.

Injap Pengawalseliaan: Injap pengawalseliaan biasanya digunakan bersamaan dengan sistem kawalan automatik untuk menyesuaikan pembukaan injap secara automatik mengikut kadar aliran set. Injap pengawal selia sering dipasang pada titik kawalan aliran utama dalam unit pemisahan udara, seperti saluran paip output untuk oksigen produk dan nitrogen. Berdasarkan data aliran masa - sebenar, pengawal secara automatik menyesuaikan pembukaan injap untuk mengekalkan kadar aliran dalam julat yang ditetapkan. Berbanding dengan injap pendikit, injap pengawalseliaan menawarkan ketepatan peraturan yang lebih tinggi dan tindak balas yang lebih cepat, menjadikannya lebih mudah disesuaikan dengan keadaan operasi yang berbeza -beza semasa operasi unit.

● Pelarasan pemampat

Panduan Inlet Pelarasan Vane: Untuk pemampat udara sentrifugal, jumlah udara pengambilan boleh diubah dengan menyesuaikan sudut bilah panduan masuk, dengan itu mengawal kadar aliran udara termampat. Untuk meningkatkan kadar aliran udara termampat, pembukaan vane panduan masuk meningkat untuk membolehkan lebih banyak udara memasuki pemampat; Sebaliknya, pembukaan vane panduan masuk berkurangan untuk mengurangkan jumlah udara pengambilan. Pelarasan Vane Panduan Inlet menawarkan kelebihan pelbagai pelarasan yang luas dan penggunaan tenaga yang agak minimum semasa pelarasan. Ini memastikan bahawa kadar aliran udara termampat memenuhi keperluan proses sambil mengekalkan operasi pemampat yang cekap.

Pelarasan Kelajuan: Kadar aliran juga boleh diselaraskan dengan mengubah kelajuan pemampat. Menggunakan teknologi peraturan kelajuan frekuensi berubah -ubah, kelajuan pemampat boleh diselaraskan secara fleksibel berdasarkan keperluan aliran sebenar. Apabila peranti memerlukan kadar aliran udara termampat yang lebih rendah, kelajuan pemampat dikurangkan; Apabila kadar aliran yang lebih tinggi diperlukan, kelajuan meningkat. Pelarasan kelajuan menawarkan masa tindak balas yang cepat dan dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan perubahan kadar aliran proses, tetapi meletakkan permintaan yang tinggi pada sistem motor dan kawalan.

● Peraturan refluks

Peraturan refluks adalah kaedah kawalan aliran biasa dalam unit pemisahan udara. Sebagai contoh, dalam lajur penyulingan, nisbah cecair gas - dalam lajur dikawal dengan menyesuaikan kadar aliran refluks, dengan itu mempengaruhi kecekapan penyulingan dan kadar aliran produk. Untuk meningkatkan kesucian produk, kadar aliran refluks boleh ditingkatkan untuk membolehkan bahagian penyulingan dalam lajur untuk lebih berkesan memisahkan kekotoran dari gas. Untuk meningkatkan hasil produk, kadar aliran refluks dapat dikurangkan. Peraturan reflux perlu digunakan bersempena dengan kaedah kawalan aliran lain untuk memastikan operasi stabil lajur penyulingan di bawah pelbagai keadaan operasi.

Pemantauan aliran dan jaminan keselamatan

● Sistem pemantauan aliran

Untuk memantau aliran dengan tepat pada titik utama ASU, sistem pemantauan aliran lanjutan biasanya diterima pakai, terutamanya terdiri daripada sensor aliran, litar penghantaran isyarat, dan instrumen paparan & kawalan.

●Sensor Aliran:

Flowmeters plat orifis: mengukur aliran melalui perbezaan tekanan dari cecair melalui orifis; Mudah, rendah - kos, tetapi ketepatan terhad.

Vortex Flowmeters: Mengesan kekerapan vorteks dari cecair melalui penjana vorteks; Ketepatan yang tinggi, pelbagai pengukuran yang luas.

Flowmeters massa: secara langsung mengukur aliran jisim cecair, tidak terjejas oleh perubahan suhu/tekanan/ketumpatan; Ultra - Ketepatan yang tinggi, sesuai untuk pengukuran aliran gas produk.

● Kawalan penghantaran & paparan isyarat:

Sensor aliran menukar isyarat aliran ke dalam isyarat elektrik/digital, dihantar ke instrumen paparan & kawalan. Instrumen ini menunjukkan aliran masa sebenar - pada setiap titik, mencetuskan penggera jika aliran melebihi julat set, dan sambungkan ke sistem automasi untuk pelarasan aliran automatik.

●Langkah keselamatan

Perubahan aliran yang tidak normal di ASUS boleh menyebabkan risiko keselamatan, yang memerlukan langkah keselamatan yang berkesan:

Penggera Aliran & Interlocks:
Sistem pemantauan mempunyai had penggera atas/bawah; Penggera Audible/Visual mengaktifkan apabila aliran keluar dari julat. Peranti interlock menghalang kemalangan yang teruk: misalnya, auto - penutupan pemampat udara jika aliran udara suapan terlalu rendah (untuk mengelakkan kerosakan peralatan), atau auto - pelarasan pembukaan injap/penutupan peralatan tertentu jika produk o₂/n₂ aliran berubah -ubah secara abnormally.

Penyelenggaraan & Penjagaan Peralatan:
Secara kerap mengekalkan peralatan pemantauan aliran, peranti kawalan, dan keseluruhan ASU: Memeriksa sensor aliran untuk penyumbatan/kerosakan (membersihkan/menggantikan dengan segera), injap periksa/debug (memastikan fleksibiliti/kebolehpercayaan), dan periksa peralatan utama (misalnya, pemampat) untuk prestasi yang stabil. Ini mengurangkan keabnormalan aliran daripada kegagalan peralatan dan meningkatkan keselamatan operasi.

Parameter aliran yang disyorkan untuk unit pemisahan udara dari skala yang berbeza

●Small - Skala Asus

Sesuai untuk senario dengan permintaan gas yang rendah, seperti makmal dan kilang -kilang kecil.

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%).​

Ciri -ciri: Mengawal kadar aliran setiap komponen untuk memastikan bekalan stabil tinggi - gas kesucian untuk pengeluaran atau eksperimen skala kecil -.

●Medium - skala asus

Secara meluas melayani perusahaan perindustrian umum untuk memenuhi permintaan gas biasa.

Parameter Teras: Proses Kadar Aliran Udara 3,000-20,000 nm³/h; Kadar aliran oksigen produk 1,000-10,000 nm³/h (kesucian ≈99.6%), kadar aliran nitrogen produk 1,500-15,000 nm³/h (kesucian sehingga 99.99%).

Ciri -ciri: Keperluan yang lebih tinggi untuk kawalan aliran pada nod utama (misalnya, udara suapan, udara termampat, gas - aliran cecair dalam menara penyulingan); bergantung pada sistem automatik lanjutan dan peralatan ketepatan untuk memastikan operasi yang cekap, stabil dan kualiti produk.

●Besar - skala asus

Digunakan dalam senario pengeluaran industri besar -, seperti kilang keluli besar dan tumbuhan kimia.

Parameter teras: Proses aliran udara lebih dari 50,000 nm³/j (beberapa melebihi 100,000 nm³/h, contohnya, ASU dalam konglomerat keluli besar mencapai 80,000 nm³/j); Kadar aliran oksigen produk 30,000-50,000 nm³/j (memenuhi keperluan kesucian yang ketat untuk pembuatan keluli), kadar aliran nitrogen produk 40,000-60,000 nm³/j.

Ciri -ciri: Kesukaran yang tinggi dalam kawalan aliran; Memerlukan teknologi pemantauan dan peraturan yang lebih maju dan boleh dipercayai untuk memastikan operasi yang stabil dan cekap di bawah beban tinggi, menyediakan gas berkualiti tinggi - yang berterusan untuk pengeluaran skala besar -.

Sebagai salah satu pengeluar dan pembekal unit pemisahan udara yang paling profesional di China, kami mengalu -alukan anda ke unit pemisahan udara kesucian tinggi borong dari kilang kami. Semua produk yang dibuat khas adalah dengan harga yang berkualiti tinggi dan kompetitif.