Kriogēnās gaisa atdalīšanas slāpekļa ražošana ir tradicionāla slāpekļa ražošanas metode ar vairāku gadu desmitu vēsturi. Tas izmanto gaisu kā izejvielu, saspiež un attīra to, un pēc tam izmanto siltuma apmaiņu, lai gaisu sašķidrinātu šķidrā gaisā. Šķidrais gaiss galvenokārt ir šķidrā skābekļa un šķidrā slāpekļa maisījums. Izmantojot dažādus šķidrā skābekļa un šķidrā slāpekļa viršanas punktus, slāpekli iegūst, tos atdalot, destilējot šķidru gaisu.
Tipiska procesa plūsma
Viss process sastāv no gaisa saspiešanas un attīrīšanas, gaisa atdalīšanas un šķidrā slāpekļa iztvaicēšanas.
1. Gaisa saspiešana un attīrīšana
Pēc tam, kad gaiss ar gaisa filtru ir attīrīts no putekļiem un mehāniskiem piemaisījumiem, tas nonāk gaisa kompresorā, tiek saspiests līdz vajadzīgajam spiedienam un pēc tam tiek nosūtīts uz gaisa dzesētāju, lai samazinātu gaisa temperatūru. Pēc tam tas nonāk gaisa žāvēšanas attīrītājā, lai noņemtu mitrumu, oglekļa dioksīdu, acetilēnu un citus ogļūdeņražus gaisā.
2. Gaisa atdalīšana
Attīrītais gaiss nonāk galvenajā siltummainī gaisa atdalīšanas tornī, tiek atdzesēts līdz piesātinājuma temperatūrai ar atteces gāzi (produkta slāpeklis, izplūdes gāze) un tiek nosūtīts uz destilācijas torņa apakšu. Torņa augšpusē tiek iegūts slāpeklis, un šķidrais gaiss tiek droseles un novadīts Tas nonāk kondensāta iztvaicētājā, lai iztvaicētu, un tajā pašā laikā tiek kondensēta daļa no slāpekļa, kas tiek nosūtīts no rektifikācijas torņa. Daļa kondensētā šķidrā slāpekļa tiek izmantota kā rektifikācijas torņa atteces šķidrums, bet otra daļa tiek izmantota kā šķidrā slāpekļa produkts un iziet no gaisa atdalīšanas torņa.
Izplūdes gāzes no kondensācijas iztvaicētāja tiek atkārtoti uzsildītas līdz aptuveni 130K ar galveno siltummaini un nonāk paplašinātājā, lai izplešoties un atdzesētu, lai nodrošinātu gaisa atdalīšanas torņa dzesēšanas jaudu. Daļa izpletušās gāzes tiek izmantota molekulārā sieta reģenerācijai un dzesēšanai, un pēc tam tiek izvadīta caur trokšņa slāpētāju. atmosfēra.
3. Šķidrā slāpekļa iztvaicēšana
Šķidrais slāpeklis no gaisa atdalīšanas torņa tiek uzglabāts šķidrā slāpekļa uzglabāšanas tvertnē. Pārbaudot gaisa atdalīšanas iekārtu, šķidrais slāpeklis uzglabāšanas tvertnē nonāk iztvaicētājā un tiek uzkarsēts pirms nosūtīšanas uz produkta slāpekļa cauruļvadu.
Kriogēnā slāpekļa ražošana var radīt slāpekli ar tīrības pakāpi ≧99,999%.
tīrība
Kriogēnā slāpekļa ražošana var radīt slāpekli ar tīrības pakāpi ≧99,999%. Slāpekļa tīrību ierobežo slāpekļa slodze, paplāšu skaits, paplātes efektivitāte un skābekļa tīrība šķidrā gaisā utt., un regulēšanas diapazons ir mazs.
Tāpēc kriogēno slāpekļa ražošanas iekārtu komplektam produkta tīrība būtībā ir noteikta un to ir neērti pielāgot.
Kriogēnā slāpekļa ģeneratora ierīcē iekļautā galvenā iekārta
1. Gaisa filtrēšana
Lai samazinātu gaisa kompresora iekšpusē esošās mehāniskās kustīgās virsmas nodilumu un nodrošinātu gaisa kvalitāti, pirms gaiss nonāk gaisa kompresorā, tam vispirms ir jāiziet cauri gaisa filtram, lai noņemtu tajā esošos putekļus un citus piemaisījumus. Gaisa kompresoru gaisa ieplūdē pārsvarā tiek izmantoti rupjas efektivitātes filtri vai vidējas efektivitātes filtri.
2. Gaisa kompresors
Pēc darbības principa gaisa kompresorus var iedalīt divās kategorijās: tilpuma un ātruma. Gaisa kompresoros galvenokārt tiek izmantoti virzuļu gaisa kompresori, centrbēdzes gaisa kompresori un skrūvju gaisa kompresori.
3. Gaisa dzesētājs
To izmanto, lai samazinātu saspiestā gaisa temperatūru pirms ieiešanas gaisa žāvēšanas attīrītājā un gaisa atdalīšanas tornī, izvairītos no lielām temperatūras svārstībām, kas nonāk tornī, un var izgulsnēt lielāko daļu mitruma saspiestajā gaisā. Slāpekļa ūdens dzesētāji (sastāv no ūdens dzesēšanas torņiem un gaisa dzesēšanas torņiem: ūdens dzesēšanas tornis izmanto izplūdes gāzes no gaisa atdalīšanas torņa, lai atdzesētu cirkulējošo ūdeni, un gaisa dzesēšanas tornis izmanto cirkulējošo ūdeni no ūdens dzesēšanas torņa, lai atdzesētu gaiss), freona gaisa dzesētājs.
4. Gaisa žāvētājs un attīrītājs
Saspiestais gaiss pēc izlaišanas caur gaisa dzesētāju joprojām satur noteiktu daudzumu mitruma, oglekļa dioksīda, acetilēna un citu ogļūdeņražu. Gaisa atdalīšanas tornī nogulsnētais sasalušais mitrums un oglekļa dioksīds bloķēs kanālus, caurules un vārstus. Acetilēns uzkrājas šķidrajā skābeklī un pastāv sprādziena risks. Putekļi nolietos darba iekārtas. Lai nodrošinātu gaisa atdalīšanas iekārtas drošu darbību ilgtermiņā, šo piemaisījumu noņemšanai ir jāuzstāda īpašas attīrīšanas iekārtas. Visizplatītākās gaisa attīrīšanas metodes ir adsorbcija un sasaldēšana. Molekulārā sieta adsorbcijas metodi plaši izmanto mazos un vidējos slāpekļa ģeneratoros Ķīnā.
Slāpekļa ražošanas ražotāji — Ķīnas slāpekļa ražošanas rūpnīca un piegādātāji (xinfatools.com)
5. Gaisa atdalīšanas tornis
Gaisa atdalīšanas tornī galvenokārt ietilpst galvenais siltummainis, sašķidrinātājs, destilācijas tornis, kondensācijas iztvaicētājs utt. Galvenais siltummainis, kondensācijas iztvaicētājs un sašķidrinātājs ir plākšņu deformācijas siltummaiņi. Tas ir jauna tipa kombinētais starpsienu siltummainis ar pilnībā alumīnija metāla konstrukciju. Vidējā temperatūras starpība ir ļoti maza, un siltuma apmaiņas efektivitāte ir pat 98-99%. Destilācijas tornis ir gaisa atdalīšanas iekārta. Torņa aprīkojuma veidi tiek sadalīti pēc iekšējām daļām. Sietplākšņu torni ar sieta plāksni sauc par sieta plāksnes torni, burbuļvāciņu torni ar burbuļvāciņu plāksni sauc par burbuļvāciņu torni, bet pildītu torni ar sakrautu iepakojumu sauc par sieta plāksnes torni. Sietu plāksnei ir vienkārša struktūra, to ir viegli izgatavot, un tai ir augsta plākšņu efektivitāte, tāpēc to plaši izmanto gaisa frakcionēšanas destilācijas torņos. Iepakotie torņi galvenokārt tiek izmantoti destilācijas torņiem, kuru diametrs ir mazāks par 0,8 m un augstums nepārsniedz 7 m. Burbuļvāciņu torņi tagad tiek reti izmantoti to sarežģītās struktūras un ražošanas grūtību dēļ.
6. Turboexpander
Tā ir rotējoša asmeņu mašīna, ko izmanto slāpekļa ģeneratori, lai radītu aukstu enerģiju. Tā ir gāzes turbīna, ko izmanto zemas temperatūras apstākļos. Saskaņā ar gāzes plūsmas virzienu lāpstiņritenī turboekspanderi tiek iedalīti aksiālās plūsmas veidā, centripetālās radiālās plūsmas veidā un centripetālās radiālās plūsmas veidā; atkarībā no tā, vai gāze turpina izplešanos lāpstiņritenī, to iedala pretuzbrukuma un trieciena veidā. Turpināta paplašināšana ir pretuzbrukuma veids. tipa, tas neturpina paplašināties un kļūst par trieciena tipu. Vienpakāpes radiālās aksiālās plūsmas trieciena turbīnu paplašinātājus plaši izmanto gaisa atdalīšanas iekārtās. Kriogēnās gaisa atdalīšanas slāpekļa ģeneratoram ir sarežģītas iekārtas, liela platība, augstas infrastruktūras izmaksas, lieli vienreizējie ieguldījumi iekārtās, augstas ekspluatācijas izmaksas, lēna gāzes ražošana (12 līdz 24 stundas), augstas uzstādīšanas prasības un ilgs cikls. Ņemot vērā aprīkojuma, uzstādīšanas un infrastruktūras faktorus, investīciju apjoms PSA iekārtām ar tādām pašām specifikācijām iekārtām, kas mazākas par 3500 Nm3/h, ir par 20% līdz 50% zemākas nekā kriogēnās gaisa atdalīšanas iekārtām. Kriogēnā slāpekļa ģeneratora iekārta ir piemērota liela mēroga rūpnieciskai slāpekļa ražošanai, bet vidēja un maza apjoma slāpekļa ražošana ir neekonomiska.
Izlikšanas laiks: 27. februāris 2024
