Kriogeninio oro atskyrimo azoto gamyba yra tradicinis azoto gamybos būdas, turintis kelių dešimtmečių istoriją. Jis naudoja orą kaip žaliavą, jį suspaudžia ir išvalo, o tada naudoja šilumos mainus, kad suskystintų orą į skystą orą. Skystas oras daugiausia yra skysto deguonies ir skysto azoto mišinys. Naudojant skirtingas skysto deguonies ir skystojo azoto virimo temperatūras, azotas gaunamas juos atskiriant distiliuojant skystą orą.
Tipiškas proceso srautas
Visas procesas susideda iš oro suspaudimo ir valymo, oro atskyrimo ir skysto azoto garinimo.
1. Oro suspaudimas ir valymas
Oro filtras išvalius orą nuo dulkių ir mechaninių priemaišų, jis patenka į oro kompresorių, suspaudžiamas iki reikiamo slėgio, o po to siunčiamas į oro aušintuvą, kad sumažintų oro temperatūrą. Tada jis patenka į oro džiovinimo valytuvą, kad pašalintų drėgmę, anglies dioksidą, acetileną ir kitus ore esančius angliavandenilius.
2. Oro atskyrimas
Išvalytas oras patenka į pagrindinį šilumokaitį oro atskyrimo bokšte, atšaldomas iki prisotinimo temperatūros grįžtamomis dujomis (produktas azotas, išmetamosios dujos) ir nukreipiamas į distiliavimo bokšto apačią. Bokšto viršuje gaunamas azotas, o skystas oras drosuojamas ir išsiunčiamas Jis patenka į kondensato garintuvą išgaruoti, o tuo pačiu kondensuojasi dalis iš rektifikavimo bokšto siunčiamo azoto. Dalis kondensuoto skystojo azoto naudojama kaip rektifikacijos bokšto grįžtamasis skystis, o kita dalis – kaip skysto azoto produktas ir palieka oro atskyrimo bokštą.
Išmetamosios dujos iš kondensacinio garintuvo pagrindiniu šilumokaičiu vėl pašildomos iki maždaug 130 K ir patenka į plėtiklį, kad išsiplėstų ir atšaltų, kad būtų užtikrintas oro atskyrimo bokšto aušinimo pajėgumas. Dalis išsiplėtusių dujų naudojama molekulinio sieto regeneravimui ir aušinimui, o po to išleidžiama per duslintuvą. atmosfera.
3. Skysto azoto garinimas
Skystas azotas iš oro atskyrimo bokšto yra laikomas skysto azoto rezervuare. Patikrinus oro atskyrimo įrangą, skystas azotas akumuliacinėje talpykloje patenka į garintuvą ir pašildomas prieš siunčiant į produkto azoto vamzdyną.
Gaminant kriogeninį azotą, galima gauti ≧99,999% grynumo azotą.
grynumas
Gaminant kriogeninį azotą, galima gauti ≧99,999% grynumo azotą. Azoto grynumą riboja azoto apkrova, padėklų skaičius, padėklo efektyvumas ir deguonies grynumas skystame ore ir kt., o reguliavimo diapazonas yra mažas.
Todėl kriogeninio azoto gamybos įrangos rinkinio produkto grynumas iš esmės yra tikras ir jį nepatogu reguliuoti.
Pagrindinė įranga, įtraukta į kriogeninio azoto generatoriaus įrenginį
1. Oro filtravimas
Siekiant sumažinti mechaninio judančio paviršiaus susidėvėjimą oro kompresoriaus viduje ir užtikrinti oro kokybę, prieš patenkant į oro kompresorių, oras pirmiausia turi praeiti pro oro filtrą, kad būtų pašalintos jame esančios dulkės ir kiti nešvarumai. Oro kompresorių oro įsiurbimui dažniausiai naudojami didelio efektyvumo arba vidutinio efektyvumo filtrai.
2. Oro kompresorius
Pagal veikimo principą oro kompresorius galima suskirstyti į dvi kategorijas: tūrinius ir greičio. Oro kompresoriuose dažniausiai naudojami stūmokliniai oro kompresoriai, išcentriniai oro kompresoriai ir sraigtiniai oro kompresoriai.
3. Oro aušintuvas
Jis naudojamas suspausto oro temperatūrai sumažinti prieš patenkant į oro džiovinimo valytuvą ir oro atskyrimo bokštą, išvengti didelių temperatūros svyravimų, patenkančių į bokštą, ir gali nusodinti didžiąją dalį suspaustame ore esančios drėgmės. Azoto vandens aušintuvai (sudaryta iš vandens aušinimo bokštų ir oro aušinimo bokštų: vandens aušinimo bokštas naudoja išmetamąsias dujas iš oro atskyrimo bokšto cirkuliuojančiam vandeniui aušinti, o oro aušinimo bokštas naudoja cirkuliuojantį vandenį iš vandens aušinimo bokšto, kad aušintų oro), freono oro aušintuvas.
4. Oro džiovintuvas ir valytuvas
Suslėgtame ore, pratekėjus per oro aušintuvą, vis dar yra tam tikras drėgmės, anglies dioksido, acetileno ir kitų angliavandenilių kiekis. Oro atskyrimo bokšte nusėdusi užšalusi drėgmė ir anglies dioksidas blokuos kanalus, vamzdžius ir vožtuvus. Acetilenas kaupiasi skystame deguonyje ir kyla sprogimo pavojus. Dulkės susidėvės veikiančius įrenginius. Siekiant užtikrinti ilgalaikį saugų oro atskyrimo įrenginio veikimą, šiems nešvarumams pašalinti turi būti įrengta speciali valymo įranga. Dažniausi oro valymo būdai yra adsorbcija ir užšaldymas. Molekulinio sieto adsorbcijos metodas plačiai naudojamas mažuose ir vidutinio dydžio azoto generatoriuose Kinijoje.
Azoto gamybos gamintojai – Kinijos azoto gamybos gamykla ir tiekėjai (xinfatools.com)
5. Oro atskyrimo bokštas
Oro atskyrimo bokštą daugiausia sudaro pagrindinis šilumokaitis, skystintuvas, distiliavimo bokštas, kondensacinis garintuvas ir kt. Pagrindinis šilumokaitis, kondensacinis garintuvas ir skystintuvas yra plokšteliniai šilumokaičiai. Tai naujo tipo kombinuotas pertvarinis šilumokaitis su visiškai aliuminio metalo konstrukcija. Vidutinis temperatūrų skirtumas yra labai mažas, o šilumos mainų efektyvumas siekia net 98-99%. Distiliavimo bokštas yra oro atskyrimo įranga. Bokštų įrangos tipai skirstomi pagal vidines dalis. Sieto plokštės bokštas su sieto plokšte vadinamas sieto plokštės bokštu, burbulinio dangtelio bokštas su burbulo dangtelio plokšte vadinamas burbulinio dangtelio bokštu, o supakuotas bokštas su sukrautu įpakavimu vadinamas sieto plokštės bokštu. Sieto plokštė yra paprastos struktūros, ją lengva gaminti ir pasižymi dideliu plokščių efektyvumu, todėl ji plačiai naudojama oro frakcionavimo distiliavimo bokštuose. Supakuoti bokštai daugiausia naudojami distiliavimo bokštams, kurių skersmuo mažesnis nei 0,8 m, o aukštis ne didesnis kaip 7 m. Bokštai su burbuliukais dabar retai naudojami dėl sudėtingos struktūros ir gamybos sunkumų.
6. Turboekspanderis
Tai besisukanti ašmenų mašina, kurią azoto generatoriai naudoja šaltai energijai generuoti. Tai dujų turbina, naudojama žemos temperatūros sąlygomis. Pagal dujų srauto kryptį sparnuotėje turboekspanderiai skirstomi į ašinio srauto, įcentrinio radialinio srauto ir įcentrinio radialinio srauto tipus; pagal tai, ar dujos toliau plečiasi sparnuotėje, jos skirstomos į priešpriešinio ir smūginio tipo. Tęsiamas plėtimasis yra kontratakos tipo. tipo, jis toliau nesiplečia ir tampa poveikio tipu. Oro atskyrimo įrenginiuose plačiai naudojami vienpakopiai radialinio ašinio srauto smūginiai turbinų plėtikliai. Kriogeninio oro atskyrimo azoto generatorius turi sudėtingą įrangą, didelį plotą, dideles infrastruktūros sąnaudas, dideles vienkartines investicijas į įrangą, dideles eksploatacijos sąnaudas, lėtą dujų gamybą (12–24 val.), aukštus įrengimo reikalavimus, ilgą ciklą. Atsižvelgiant į įrangą, įrengimą ir infrastruktūros veiksnius, investicijų į PSA įrangą, kurios specifikacijos yra mažesnės nei 3500 Nm3/h įrangos specifikacijos, mastas yra 20–50 % mažesnis nei į kriogeninio oro atskyrimo įrangą. Kriogeninis azoto generatorius yra tinkamas didelio masto pramoninei azoto gamybai, tačiau vidutinio ir mažo masto azoto gamyba yra neekonomiška.
Paskelbimo laikas: 2024-02-27
