Tovarna kisika

 

Pregled

Industrial Purity Nitrogen Plant združuje kompresijo zraka, adsorpcijsko čiščenje in kriogeno destilacijo. Proizvajajo dušik do 99,999 odstotkov čistosti.

Sistemi za proizvodnjo dušika so varni, zanesljivi in ​​enostavni za uporabo in vzdrževanje. Na voljo je več možnosti, odvisno od potreb stranke. Na primer, lahko vključujejo rezervni uparjalnik in napravo za shranjevanje za izboljšanje razpoložljivosti in zanesljivosti ali napravo za soproizvodnjo tekočine, ki dopolnjuje napravo za shranjevanje tekočine v pripravljenosti. Podobno lahko sistem za proizvodnjo dušika optimizira kapitalske izdatke (capex) in operativne izdatke (OPEX) glede na zahteve kupcev. Ta oprema je v celoti zapakirana za hitro namestitev.

 

1. Tovarna kisika

 

 

 

2. Indukcija ASU: oprema za ločevanje zraka loči zrak od ozračja na njegove glavne komponente, običajno dušik in kisik ter včasih argon in druge redke in inertne pline.

 

 

 

3. Proizvodni proces:

 

Za doseganje nizkih temperatur destilacije enota za ločevanje zraka potrebuje hladilni cikel, ki deluje prek Joule-Thomsonovega učinka, hladilna oprema pa mora biti v izolacijskem ohišju (pogosto imenovanem "hladilna škatla"). Hlajenje plina zahteva veliko količino energije, da ta hladilni cikel deluje, zagotavlja pa ga zračni kompresor. Sodobni ASU za hlajenje uporabljajo ekspanzijske turbine; izhod ekspanderja pomaga poganjati zračni kompresor, kar poveča učinkovitost. Postopek vključuje naslednje glavne korake

 

 

 

Neke vrste. Preden se zrak stisne, se predhodno filtrira, da se odstrani prah.

 

 

 

b. Zrak je stisnjen in končni dovodni tlak je določen s stopnjo izkoristka produkta in tekočim stanjem (plin ali tekočina). Običajna območja tlaka so med 5 in 10 bari. Pretok zraka je mogoče tudi stisniti na različne tlake, da se poveča učinkovitost ASU. Med postopkom stiskanja voda kondenzira v medstopenjskem hladilniku.

 

 

 

C. Procesni zrak se običajno spusti skozi sloj molekularnega sita, da se odstrani morebitna ostanka vodne pare in ogljikovega dioksida, ki lahko zmrzneta in zamašita kriogeno opremo. Molekularna sita so na splošno zasnovana tako, da odstranijo vse plinaste ogljikovodike iz zraka, saj so ti lahko problem pri nadaljnjih destilacijah zraka, kar lahko vodi do eksplozij. Posteljo molekularnega sita je treba regenerirati. To se doseže z namestitvijo več enot, ki delujejo v izmeničnem načinu in uporabljajo suhi soproizvodni odpadni plin za desorpcijo vode.

 

 

 

d. Procesni zrak prehaja skozi integriran toplotni izmenjevalnik (običajno ploščato-rebrni toplotni izmenjevalnik) in se ohladi proti nizkotemperaturnemu toku produkta (in odpadkov). Del zraka se utekočini in nastane tekočina, bogata s kisikom. Preostali plin je obogaten z dušikom in destiliran do skoraj čistega dušika (običajno < 1 ppm) v visokotlačnem (HP) destilacijskem stolpu. Kondenzator te kolone potrebuje hlajenje, ki se doseže z razširitvijo toka, bogatejšega s kisikom, naprej skozi ventil ali ekspander (povratni kompresor).

 

 

 

e. Ko ASU proizvaja čisti kisik, lahko kondenzator ohladite z izmenjavo toplote s ponovnim kotlom v nizkotlačnem (LP) destilacijskem stolpu (deluje pri 1.2-1.3 barih absolutno). Da bi zmanjšali stroške kompresije, mora kombinirani kondenzator/ponovni bojler kolone HP/LP delovati s temperaturno razliko samo 1-2 stopinj Kelvina, kar zahteva aluminijast toplotni izmenjevalec s ploščatimi rebri. Običajna čistost kisika se giblje od 97,5 do 99,5 odstotka in vpliva na največjo regeneracijo kisika. Hlajenje, potrebno za proizvodnjo tekočih izdelkov, se pridobi z učinkom JT v ekspanderju, ki dovaja stisnjen zrak neposredno v nizkotlačni stolpec. Zato se del zraka ne loči in mora zapustiti zgornji del nizkotlačne kolone kot odpadni tok.

 

 

 

F. Ker je vrelišče argona (87,3 K pri standardnih pogojih) med kisikom (90,2 K) in dušikom (77,4 K), se argon kopiči v spodnjem delu nizkotlačnega stolpca. Pri proizvodnji argona se parna stran črpa iz nizkotlačnega stolpca, kjer je koncentracija argona najvišja. Pošlje se v drugo kolono za rektificiranje argona do želene čistosti, od koder se tekočina vrne na isto mesto v koloni LP. Čistost argona pod 1 ppm je mogoče doseči s sodobno strukturirano embalažo z zelo nizkim padcem tlaka. Čeprav je argon prisoten v dovodu manj kot 1 odstotek, stolpec zračnega argona zahteva veliko energije zaradi visokega refluksnega razmerja (približno 30), ki je potrebno v stolpcu argona. Hlajenje kolone argona se lahko zagotovi s hladno ekspandirano bogato tekočino ali tekočim dušikom.

 

 

 

G. Končno se produkt, proizveden v plinasti obliki, v vstopnem zraku segreje na sobno temperaturo. To zahteva skrbno načrtovano toplotno integracijo, ki mora upoštevati odpornost na motnje (zaradi preklapljanja slojev molekularnih sit). Med zagonom bo morda potrebno tudi dodatno zunanje hlajenje.

 

Priljubljena oznake: kisikarno