Η παραγωγή αζώτου με κρυογονικό διαχωρισμό αέρα είναι μια παραδοσιακή μέθοδος παραγωγής αζώτου με ιστορία αρκετών δεκαετιών. Χρησιμοποιεί τον αέρα ως πρώτη ύλη, τον συμπιέζει και τον καθαρίζει και στη συνέχεια χρησιμοποιεί την ανταλλαγή θερμότητας για να υγροποιήσει τον αέρα σε υγρό αέρα. Ο υγρός αέρας είναι κυρίως ένα μείγμα υγρού οξυγόνου και υγρού αζώτου. Χρησιμοποιώντας τα διαφορετικά σημεία βρασμού του υγρού οξυγόνου και του υγρού αζώτου, το άζωτο λαμβάνεται με το διαχωρισμό τους μέσω της απόσταξης υγρού αέρα.
Τυπική ροή διαδικασίας
Η όλη διαδικασία αποτελείται από συμπίεση και καθαρισμό αέρα, διαχωρισμό αέρα και εξάτμιση υγρού αζώτου.
1. Συμπίεση και καθαρισμός αέρα
Αφού ο αέρας καθαριστεί από τη σκόνη και τις μηχανικές ακαθαρσίες από το φίλτρο αέρα, εισέρχεται στον αεροσυμπιεστή, συμπιέζεται στην απαιτούμενη πίεση και στη συνέχεια αποστέλλεται στον ψύκτη αέρα για να μειώσει τη θερμοκρασία του αέρα. Στη συνέχεια, εισέρχεται στον καθαριστή ξήρανσης αέρα για να αφαιρέσει την υγρασία, το διοξείδιο του άνθρακα, το ακετυλένιο και άλλους υδρογονάνθρακες στον αέρα.
2. Διαχωρισμός αέρα
Ο καθαρισμένος αέρας εισέρχεται στον κύριο εναλλάκτη θερμότητας στον πύργο διαχωρισμού αέρα, ψύχεται στη θερμοκρασία κορεσμού από το αέριο αναρροής (άζωτο προϊόντος, απόβλητα αέρια) και αποστέλλεται στον πυθμένα του πύργου απόσταξης. Το άζωτο λαμβάνεται στην κορυφή του πύργου και ο υγρός αέρας στραγγαλίζεται και αποστέλλεται Εισέρχεται στον εξατμιστή συμπύκνωσης για να εξατμιστεί και ταυτόχρονα, μέρος του αζώτου που αποστέλλεται από τον πύργο ανόρθωσης συμπυκνώνεται. Μέρος του συμπυκνωμένου υγρού αζώτου χρησιμοποιείται ως υγρό αναρροής του πύργου ανόρθωσης και το άλλο μέρος χρησιμοποιείται ως προϊόν υγρού αζώτου και φεύγει από τον πύργο διαχωρισμού αέρα.
Τα καυσαέρια από τον εξατμιστή συμπύκνωσης επαναθερμαίνονται στα 130K περίπου από τον κύριο εναλλάκτη θερμότητας και εισέρχονται στον διαστολέα για διαστολή και ψύξη για να παρέχει ικανότητα ψύξης για τον πύργο διαχωρισμού αέρα. Μέρος του διογκωμένου αερίου χρησιμοποιείται για την αναγέννηση και την ψύξη του μοριακού κόσκινου και στη συνέχεια εκκενώνεται μέσω του σιγαστήρα. ατμόσφαιρα.
3. Εξάτμιση υγρού αζώτου
Το υγρό άζωτο από τον πύργο διαχωρισμού αέρα αποθηκεύεται στη δεξαμενή αποθήκευσης υγρού αζώτου. Όταν επιθεωρείται ο εξοπλισμός διαχωρισμού αέρα, το υγρό άζωτο στη δεξαμενή αποθήκευσης εισέρχεται στον ατμοποιητή και θερμαίνεται πριν σταλεί στον αγωγό αζώτου του προϊόντος.
Η κρυογονική παραγωγή αζώτου μπορεί να παράγει άζωτο με καθαρότητα ≧99,999%.
καθαρότητα
Η κρυογονική παραγωγή αζώτου μπορεί να παράγει άζωτο με καθαρότητα ≧99,999%. Η καθαρότητα του αζώτου περιορίζεται από το φορτίο αζώτου, τον αριθμό των δίσκων, την απόδοση του δίσκου και την καθαρότητα του οξυγόνου στον υγρό αέρα κ.λπ., και το εύρος ρύθμισης είναι μικρό.
Επομένως, για ένα σύνολο εξοπλισμού παραγωγής κρυογονικού αζώτου, η καθαρότητα του προϊόντος είναι βασικά βέβαιη και δεν είναι βολικό να προσαρμοστεί.
Κύριος εξοπλισμός που περιλαμβάνεται στη συσκευή κρυογονικής γεννήτριας αζώτου
1. Φιλτράρισμα αέρα
Προκειμένου να μειωθεί η φθορά της μηχανικής κινούμενης επιφάνειας μέσα στον αεροσυμπιεστή και να διασφαλιστεί η ποιότητα του αέρα, πριν ο αέρας εισέλθει στον αεροσυμπιεστή, πρέπει πρώτα να περάσει από το φίλτρο αέρα για να αφαιρέσει τη σκόνη και άλλες ακαθαρσίες που περιέχονται σε αυτό. Η εισαγωγή αέρα των αεροσυμπιεστών χρησιμοποιεί κυρίως φίλτρα χονδρικής απόδοσης ή φίλτρα μέσης απόδοσης.
2. Συμπιεστής αέρα
Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, οι αεροσυμπιεστές μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: ογκομετρικούς και ταχύτητας. Οι αεροσυμπιεστές χρησιμοποιούν κυρίως αεροσυμπιεστές με παλινδρομικό έμβολο, φυγοκεντρικούς αεροσυμπιεστές και αεροσυμπιεστές με κοχλία.
3. Ψύκτη αέρα
Χρησιμοποιείται για τη μείωση της θερμοκρασίας του πεπιεσμένου αέρα πριν εισέλθει στον καθαριστή ξήρανσης αέρα και στον πύργο διαχωρισμού αέρα, για την αποφυγή μεγάλων διακυμάνσεων στη θερμοκρασία που εισέρχεται στον πύργο και μπορεί να κατακρημνίσει το μεγαλύτερο μέρος της υγρασίας στον πεπιεσμένο αέρα. Ψύκτες νερού αζώτου (αποτελούμενοι από πύργους ψύξης νερού και πύργους ψύξης αέρα: ο πύργος ψύξης νερού χρησιμοποιεί τα απόβλητα αέρια από τον πύργο διαχωρισμού αέρα για την ψύξη του νερού που κυκλοφορεί και ο πύργος ψύξης αέρα χρησιμοποιεί το νερό που κυκλοφορεί από τον πύργο ψύξης νερού για να ψύξει το αέρας), ψυγείο αέρα φρέον .
4. Στεγνωτήρας αέρα και καθαριστής
Ο πεπιεσμένος αέρας εξακολουθεί να περιέχει μια ορισμένη ποσότητα υγρασίας, διοξείδιο του άνθρακα, ακετυλένιο και άλλους υδρογονάνθρακες αφού περάσει από το ψυγείο αέρα. Η παγωμένη υγρασία και το διοξείδιο του άνθρακα που εναποτίθενται στον πύργο διαχωρισμού αέρα θα μπλοκάρουν τα κανάλια, τους σωλήνες και τις βαλβίδες. Το ακετυλένιο συσσωρεύεται στο υγρό οξυγόνο και υπάρχει κίνδυνος έκρηξης. Η σκόνη θα φθείρει τα μηχανήματα που λειτουργούν. Προκειμένου να διασφαλιστεί η μακροχρόνια ασφαλής λειτουργία της μονάδας διαχωρισμού αέρα, πρέπει να εγκατασταθεί ειδικός εξοπλισμός καθαρισμού για την απομάκρυνση αυτών των ακαθαρσιών. Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι καθαρισμού του αέρα είναι η προσρόφηση και η κατάψυξη. Η μέθοδος προσρόφησης μοριακού κόσκινου χρησιμοποιείται ευρέως σε μικρές και μεσαίες γεννήτριες αζώτου στην Κίνα.
Nitrogen Production Manufacturers - China Nitrogen Production Factory & Suppliers (xinfatools.com)
5. Πύργος διαχωρισμού αέρα
Ο πύργος διαχωρισμού αέρα περιλαμβάνει κυρίως τον κύριο εναλλάκτη θερμότητας, τον υγροποιητή, τον πύργο απόσταξης, τον εξατμιστή συμπύκνωσης κ.λπ. Είναι ένας νέος τύπος εναλλάκτη θερμότητας συνδυασμένου διαχωριστικού με μεταλλική δομή εξ ολοκλήρου από αλουμίνιο. Η μέση διαφορά θερμοκρασίας είναι πολύ μικρή και η απόδοση ανταλλαγής θερμότητας φτάνει το 98-99%. Ο πύργος απόσταξης είναι ένας εξοπλισμός διαχωρισμού αέρα. Οι τύποι εξοπλισμού πύργου χωρίζονται ανάλογα με τα εσωτερικά μέρη. Ένας πύργος πλάκας κόσκινου με πλάκα κόσκινου ονομάζεται πύργος πλάκας κόσκινου, ένας πύργος με καπάκι φυσαλίδων με πλάκα καπακιού φυσαλίδων ονομάζεται πύργος με καπάκι φυσαλίδων και ένας συσκευασμένος πύργος με στοιβαγμένη συσκευασία ονομάζεται πύργος πλάκας κόσκινου. Η πλάκα κόσκινου έχει απλή δομή, είναι εύκολη στην κατασκευή και έχει υψηλή απόδοση πλάκας, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σε πύργους απόσταξης κλασματοποίησης αέρα. Οι συσκευασμένοι πύργοι χρησιμοποιούνται κυρίως για πύργους απόσταξης με διάμετρο μικρότερη από 0,8 m και ύψος όχι μεγαλύτερο από 7 m. Οι πύργοι με φυσαλίδες χρησιμοποιούνται πλέον σπάνια λόγω της πολύπλοκης δομής τους και των δυσκολιών κατασκευής τους.
6. Turboexpander
Είναι μια μηχανή περιστρεφόμενης λεπίδας που χρησιμοποιείται από γεννήτριες αζώτου για την παραγωγή ψυχρής ενέργειας. Είναι ένας αεριοστρόβιλος που χρησιμοποιείται σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας. Οι στροβιλοδιαστολείς χωρίζονται σε τύπο αξονικής ροής, τύπο κεντρομόλου ακτινικής ροής και τύπο κεντρομόλου ακτινικής ροής ανάλογα με την κατεύθυνση ροής του αερίου στην πτερωτή. ανάλογα με το αν το αέριο συνεχίζει να διαστέλλεται στην πτερωτή, χωρίζεται σε τύπο αντεπίθεσης και τύπο κρούσης. Η συνεχιζόμενη επέκταση είναι τύπου αντεπίθεσης. τύπου, δεν συνεχίζει να επεκτείνεται και γίνεται τύπος κρούσης. Οι διαστολείς στροβίλου κρούσης ακτινικής αξονικής ροής ενός σταδίου χρησιμοποιούνται ευρέως στον εξοπλισμό διαχωρισμού αέρα. Η κρυογονική γεννήτρια αζώτου διαχωρισμού αέρα έχει πολύπλοκο εξοπλισμό, μεγάλη επιφάνεια, υψηλό κόστος υποδομής, υψηλή εφάπαξ επένδυση σε εξοπλισμό, υψηλό κόστος λειτουργίας, αργή παραγωγή αερίου (12 έως 24 ώρες), υψηλές απαιτήσεις εγκατάστασης και μακρύ κύκλο. Λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες εξοπλισμού, εγκατάστασης και υποδομής, η κλίμακα επένδυσης εξοπλισμού PSA με τις ίδιες προδιαγραφές για εξοπλισμό κάτω των 3500 Nm3/h είναι 20% έως 50% χαμηλότερη από αυτή του κρυογονικού εξοπλισμού διαχωρισμού αέρα. Η κρυογονική συσκευή γεννήτριας αζώτου είναι κατάλληλη για μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παραγωγή αζώτου, αλλά η παραγωγή αζώτου μεσαίας και μικρής κλίμακας είναι αντιοικονομική.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-27-2024
