Què és la separació d'aire? Divulgació del procés de la planta de separació d'aire i del sistema

Tot tipus de compressors i turbines de vapor són coneguts per a tothom, però enteneu realment el seu paper en la separació de l'aire? El taller de separació d'aire a la fàbrica, saps com és? La separació d'aire, en termes senzills, és un conjunt complet d'equips industrials utilitzats per separar diversos components de l'aire per produir oxigen, nitrogen i argó. També hi ha gasos nobles com l'heli, el neó, l'argó, el criptó, el xenó, el radó, etc.

Els equips de separació d'aire utilitzen aire com a matèria primera, congela profundament l'aire en líquid mitjançant el mètode de cicle de compressió i, a continuació, genera gradualment gas inert com oxigen, nitrogen i argó a partir de la separació de l'aire líquid després de la rectificació. Metal·lúrgia, professional, fertilitzant nitrogenat a gran escala, subministrament de gas, etc.

En resum, el procés del sistema de separació d'aire inclou:

■ Sistema de compressió

■ Sistema de prerefrigeració

■ Sistema de purificació

■ sistema d'intercanvi de calor

■ Sistema de lliurament de productes

■ Sistema de refrigeració d'expansió

■ Sistema de columna de destil·lació

■ Sistema de bomba de líquids

■ Sistema de compressió del producte

Introduïm l'equip un per un segons el flux del procés del sistema de separació d'aire:

sistema de compressió

Hi ha filtres d'aire autonetejables, turbines de vapor, compressors d'aire, sobrealimentadors, compressors d'instruments, etc.

(1) El filtre autonetejador augmenta generalment amb l'augment del volum d'aire, el nombre d'elements de filtre augmenta i el nombre de capes és més gran. En general, la disposició de doble capes està per sobre de 25,000, i la disposició de tres capes és per sobre de 60,000. En general, un sol compressor necessita una disposició de filtre independent. , i al mateix temps disposats a la ventilació superior.

(2) La turbina de vapor és un tipus d'expansió de vapor d'alta pressió que funciona i fa girar l'impulsor coaxial, realitzant així el treball en el medi de treball. Les formes habituals de turbines de vapor són la condensació total, la contrapressió total i el bombeig, i el més utilitzat és el bombeig.

(4) Els compressors d'aire s'inverteixen generalment en compressors centrífugs isotèrmics d'un sol eix per a plantes de separació d'aire a gran escala. El consum d'energia importada és aproximadament un 2 per cent inferior al dels nacionals, i la inversió és un 80 per cent més gran. En general, hi ha un requisit mínim de flux d'aspiració contra sobretensió, la paleta guia d'entrada s'utilitza per a la regulació del flux i la unitat domèstica importada és compressió de quatre etapes i refrigeració de tres etapes (l'etapa final no es refreda). El compressor d'aire principal està equipat amb un sistema de rentat d'aigua, que s'utilitza per rentar els dipòsits a les superfícies dels impulsors i volutes de totes les etapes. El sistema està empaquetat amb l'amfitrió.

(5) Supercharger En general, la inversió de les plantes de separació d'aire a gran escala adopta dos tipus de compressors centrífugs isotèrmics d'un sol eix i compressors centrífugs d'engranatges. Entre ells, el tipus d'engranatge té grans avantatges en el consum d'energia, especialment en el cas d'alta pressió.

(6) Els compressors de gas d'instrument generalment tenen tres formes: màquina de cargol sense oli, tipus pistó i tipus centrífug. Com que el tipus de pistó i el tipus centrífug són naturalment lliures d'oli, no cal un dispositiu de desgreixatge, només es requereix un dispositiu d'assecat (eliminació d'aigua) i un filtre de precisió (eliminació de partícules sòlides); Les màquines de cargol generalment tenen oli i sense oli i eliminació d'oli. Dues màquines de cargol amb injecció d'oli han d'estar equipades amb un dispositiu de desgreixatge i, al mateix temps, s'ha de configurar un filtre de desoli de molt alta precisió per complir el procés. No té oli, l'inconvenient és que és més car. El tipus de pistó és adequat per a un volum d'aire inferior a 500 Nm³/h; el volum d'aire inferior a 2000 Nm³/h és adequat per a màquina de cargol o màquina de pistons; el volum d'aire és superior a 2000 Nm³/h, és a dir, hi ha tres models disponibles. Quan el volum d'aire és gran, els avantatges dels compressors centrífugs són menys peces de desgast, un manteniment convenient i un alt cost.

El compressor d'instruments s'utilitza quan es condueix i s'extreu pel purificador de garbell molecular després del funcionament normal.

Sistema de prerefrigeració

La torre de refrigeració d'aire del sistema de prerefrigeració té dues formes: circulació tancada (la torre de refrigeració d'aire es divideix en seccions superior i inferior, i l'aigua refrigerada circula entre la secció superior de la torre de refrigeració d'aire i la torre de refrigeració d'aigua) i circulació oberta (entrada d'aigua i sistema de circulació d'aigua). Els llaços tancats s'utilitzen principalment en plantes químiques amb mala qualitat d'aigua, on cal afegir aigua dolça i productes químics. La circulació oberta s'utilitza àmpliament, però el sistema d'aigua de circulació també ha de reposar aigua dolça regularment i el sistema de prerefrigeració també ha de tenir en compte les condicions d'estiu.

La part inferior de la torre de refrigeració d'aire es dissenya generalment com un anell Pall d'acer inoxidable Φ76 d'1 m (alta temperatura), un anell Pall de polipropilè reforçat de 3 m Φ76 (gran flux), un anell Pall de polipropilè reforçat de 4 m Φ50.

També hi ha dos tipus de torres de refrigeració d'aigua: tipus de dues etapes (sense font de fred externa, recuperació suficient refrigerada per nitrogen de les aigües residuals seques, de manera que es garanteix el sistema de prerefrigeració, però la resistència es duplica, (7 metres més 7). metres φ50 anell Pall de polipropilè) i tipus Secció (amb font de refrigeració externa, 8 metres φ50 anell Pall de polipropilè).

A més, totes les entrades d'aigua del sistema de prerefrigeració han d'estar equipades amb filtres (normalment 6 unitats: 4 bombes, entrades d'aigua de torres de refrigeració d'aigua i entrades d'aigua al costat evaporatiu del refrigerador) per evitar que s'introdueixin impureses. el sistema. L'efecte del sistema de prerefrigeració es prova de la següent manera: el gas de sortida de la secció d'embalatge inferior de 4 m és 1 grau més baix que l'aigua d'entrada; el gas de sortida de la secció d'embalatge superior de 8 m és 1 grau més alt que l'aigua. En general, un termòmetre es col·loca al mig de la torre refrigerada per aire (que s'estén a l'interior).

Sistema de purificació

Hi ha tres tipus de sistemes de purificació utilitzats en l'adsorbidor: flux axial vertical, llit doble horitzontal i flux radial vertical.

El flux axial vertical s'utilitza principalment per suportar equips de separació d'aire de grau 10, 000 (el diàmetre ha arribat als 4,6 m), el gruix del llit és de 1550∽2300 mm i es poden disposar capes dobles i individuals.

Les lliteres horitzontals s'utilitzen principalment per suportar plantes de separació d'aire grans i mitjanes. El gruix del llit és de 1150 mm (tamís molecular) més 350 mm (cola d'alumini).

L'adsorbidor de flux radial vertical pot utilitzar eficaçment l'espai interior del contenidor, ampliar l'àrea de la capa d'adsorció del mateix diàmetre en unes 1,5 vegades i reduir eficaçment l'alçada de la torre, mentre que l'àrea ocupada vertical és petita. A causa de la distribució uniforme de l'aire, diferent de l'adsorbidor horitzontal, la quantitat de tamís molecular es redueix en un 20 per cent i el consum d'energia renovable també s'estalvia un 20 per cent.

Tanmateix, el desavantatge del flux radial vertical és la concentració central (sector) del flux d'aire, que el fa més ràpid que el flux radial horitzontal (CO2< 0.5ppm).="" the="" bed="" thickness="" is="" 1000mm+200mm,="" and="" the="" vertical="" runoff="" can="" meet="" the="" configuration="" of="" air="" separation="" equipment="" above="">

Hi ha dos tipus de calefacció regenerativa: escalfadors elèctrics i escalfadors de vapor.

Els escalfadors de vapor inclouen escalfadors de vapor d'alta eficiència horitzontals (per sota de 40,000 graus), verticals (més de 40,000 graus) i verticals (alta taxa d'utilització de vapor, estalvi d'energia del 20 per cent) Distribució: vapor Escalfador (amb punt de detecció de fuites d'H2O); Escalfadors elèctrics (doble ús i un en espera o un ús i un en espera) en paral·lel (ajust de parada d'enclavament d'alta temperatura i baix cabal per evitar l'esgotament, el material del tub de calefacció és 1Cr18Ni9Ti); escalfador elèctric (per satisfer l'activació i la regeneració, 250∽300 graus) i vapor L'escalfador està connectat en paral·lel; l'escalfador elèctric està connectat en sèrie amb l'escalfador de vapor (quan la temperatura del vapor és baixa, la resistència a la regeneració és gran).

El sistema de purificació també ha de configurar un gasoducte de regeneració d'acceleració per satisfer les necessitats de posada en marxa. A més, col·loqueu una vàlvula de seguretat al costat del gas de regeneració i una vàlvula de seguretat al costat de l'escalfador de vapor per evitar fuites o sobrepressió al costat d'alta pressió de l'equip o vàlvula, així com la sobrepressió d'acceleració.

El camí del flux regeneratiu està equipat amb una vàlvula de papallona manual per distribuir la resistència, de manera que la torre principal funcioni de manera estable (o no s'utilitza, utilitzant l'ajust de temporització de la vàlvula de control principal).

Així, el sistema d'intercanvi de calor

El sistema d'intercanvi de calor està dissenyat estrictament amb mitjans mixts, que flueix al mateix intercanviador de calor, la transferència de calor de cada mitjà s'equilibra automàticament i el consum d'energia és baix, però això farà que tots els intercanviadors de calor siguin intercanviadors de calor d'alta pressió al procés de compressió interna, que comportarà un augment de la inversió. L'acumulació, de manera que l'organització per sobre del nivell 20000 o la derivació de l'intercanviador de calor de compressió d'alta i baixa pressió és més econòmica, i tots per sota del nivell 20000 utilitzen la configuració de l'intercanviador de calor d'alta pressió.

El producte ha estat enviat

Per als productes d'oxigen i nitrogen de baixa pressió, configureu la vàlvula de control del producte i la ruta del flux d'escapament i el gas d'escapament entra al silenciador (acer al carboni per a l'ajust de nitrogen, acer inoxidable per a l'ajust d'oxigen). El nitrogen de podridura està configurat per a les aigües residuals de la torre de refrigeració del subministrament d'aigua (el nitrogen de podridura té l'efecte de la descàrrega d'aigües residuals, la barreja i l'ajust de la pressió, de manera que el diàmetre de la torre de la torre de refrigeració d'aigua de la torre pugui complir els requisits de descàrrega). , especialment quan es pot introduir nitrogen, de manera que no es suprimeixi l'alta pressió a la torre i la resistència de la torre de refrigeració d'aigua 6 kpa (alçada d'ompliment 8 metres), canonades i vàlvules 4 kpa, diferència de pressió atmosfèrica del port d'escapament 2 kpa, a total de 12 kpa).

Per als productes d'oxigen d'alta pressió, l'escapament s'accelera en dues etapes. Primer, el broquet de gas del producte d'alta pressió flueix a 10 barG, a través del reductor excèntric, i la placa de reducció de soroll Monel es col·loca al mig. Aleshores, el diàmetre de la canonada s'amplia amb el reductor excèntric i el cabal del medi d'oxigen es controla per sota de 10 m/s. Productes de nitrogen d'alta pressió, els productes de nitrogen s'acceleren primer a 10 bar, passen per la placa de reducció de soroll d'acer inoxidable i després entren a l'obertura de l'accelerador de la torre de reducció de soroll, components de reducció de soroll d'acer al carboni; dins de la paret d'explosió).

La torre del silenciador també es pot combinar amb el sistema de compressor d'aire, la pressurització del compressor d'aire i la reducció del soroll (calculat segons la quantitat de compressors d'aire), a través de la torre del silenciador i l'aire de descompressió del sistema de purificació, la pressurització i el flux de retorn. , i la part de descàrrega.

Sistema de refrigeració d'expansió

Hi ha tres tipus d'expansors: expansors de baixa pressió, expansors de pressió mitjana i expansors de líquid.

Per a un determinat tipus d'expansor de gas, com més gran sigui el cabal de volum del medi de treball, més gran serà l'eficiència. En general, l'eficiència d'un expansor de baixa pressió amb un cabal superior a 8000 Nm³ és del 85∽88% i l'eficiència d'un cabal inferior a 3000∽8000Nm³ serà tan baixa com el 70∽80%.

L'expansor de pressió mitjana generalment adopta un d'importat fabricat a la Xina (peces de recanvi). L'eficiència de l'expansor importat és del 82∽91% (l'extrem de pressió és inferior a 4 punts) amb un volum d'aire superior a 8000 Nm³/h; l'eficiència de l'expansor domèstic és del 78∽87% (l'extrem de pressió és inferior a 5 punts).

Abans d'iniciar l'expansor, s'ha de purgar (per eliminar les impureses del sistema de canonades i les impureses de la voluta de l'expansor), i després s'introdueix el gas de segellat (generalment proporcionat per l'extrem de reforç) i després la circulació. i es duen a terme la circulació interna del sistema d'oli extern. Un cop finalitzada la prova d'enclavament, es pot iniciar. Després de passar la prova de fred, es pot tensar en fred. L'arrencada en fred requereix que l'escalfador del dipòsit s'iniciï, no després del funcionament normal. En aquest punt, la calor i el fred del coixinet s'han equilibrat.

L'essència de l'expansor de líquid és utilitzar el capçal de pressió del líquid d'alta pressió per fer treballs hidràulics (al mateix temps, l'entalpia del líquid es redueix, però està lluny del gas). En general, la planta de separació d'aire a pressió interna per sobre de 40,000 graus pot utilitzar un expansor de líquid per substituir la vàlvula d'acceleració d'aire líquid d'alta pressió. L'avantatge és que el mecanisme d'expansió líquida s'utilitza per refredar i ampliar la generació d'energia per aconseguir el propòsit d'estalvi d'energia, que generalment pot aconseguir un estalvi d'energia d'un 2 per cent, però la seva inversió és de desenes de milions de iuans.

Sistema de columna de destil·lació

Les torres de classe 1,5∽50000 utilitzen més torres de tamís i el diàmetre de la torre de plaques circulants per sota de la classe 15000 té més avantatges (la convecció de líquids és més llarga, però la producció és complicada). Les quatre torres de desbordament estan dominades per més de 30.000 graus, i el consum d'energia de la torre embalada és baix, però l'alçada de la torre s'ha d'augmentar en 5 metres. La separació d'aire de més de 50.000 graus és més avantatjosa, sobretot quan les torres superior i inferior estan disposades en paral·lel.

Les columnes empaquetades s'utilitzen per a la columna superior, la columna d'argó brut i la columna d'argó fi. El fabricant generalment és Sulzer o Tianda Beiyang. La font freda de la torre d'argó brut és generalment aire líquid enriquit amb oxigen, i el gas residual es pot abocar a la canonada de nitrogen brut, de manera que el consum d'energia és baix quan el sistema d'argó s'atura. La font de calor de la torre d'argó és aire líquid enriquit amb oxigen o nitrogen a la torre inferior, i la font freda pot ser aire líquid magre o nitrogen líquid. L'alimentació pot ser en fase líquida o gasosa. Cal tenir en compte que els requisits de segellat del condensador de columna d'argó brut de tipus placa són relativament alts, en cas contrari, el producte d'argó no estarà qualificat.

La refrigeració principal inclou la refrigeració principal d'una sola capa, de doble capa vertical, de doble capa horitzontal, de tres capes verticals i de pel·lícula caiguda (oxigen líquid i gota d'oxigen de gas, amb flux de nitrogen).

Hi ha 6 maneres d'organitzar el sistema de columna de destil·lació:

(1) La disposició vertical de les torres superior i inferior és una disposició convencional. L'alçada de la torre inferior és baixa i és difícil que el líquid de la torre inferior entri a la torre superior o al condensador gruixut de la torre d'argó sense la torre inferior (pot satisfer la pressió posterior ascendent de tota la fase líquida a la canonada, i el diàmetre de la canonada no pot ser petit en aquest moment);

(2) Vertical arrangement, regular arrangement up and down, medium height, it is difficult for the liquid to enter the column or the condenser of the crude argon column in the column adopts a stripping line to extract the liquid into the column (the outlet of the pipe meets rho nu squared >3000, rho és la densitat, nu és el cabal, la posició d'entrada és l'1 per cent de l'alçada de la canonada de vaporització, es requereix un diàmetre de tub estret adequat i el grau de subrefrigeració del líquid no és gran);

(3) La columna superior està disposada a la secció de destil·lació d'argó. S'utilitzen dues bombes d'oxigen circulant per connectar la columna superior. L'alçada inferior de la columna superior pot resoldre el problema que el líquid de la columna inferior no pot entrar a la columna superior o al condensador de la columna d'argó cru.

(4) La columna superior està disposada en seccions de fraccions d'argó i connectada per una bomba de circulació. La part superior de la columna d'argó cru es troba a la part superior de la columna superior, cosa que pot reduir l'espai de la caixa freda.

(5) La torre està disposada de manera independent i està connectada per una bomba de circulació, i la refrigeració principal es troba a la part superior de la torre. L'avantatge és que la refrigeració principal es pot fer gran;

(6) La torre superior està disposada de manera independent en un lloc fred i connectada per una bomba de circulació. La part superior de la columna d'argó cru es troba a la part superior de la columna superior. L'avantatge és que la refrigeració principal es pot fer molt gran i també es pot reduir l'espai de la caixa freda.

Sistema de bomba de líquid

La bomba horitzontal està disposada horitzontalment sota la canonada de drenatge (el líquid entra a la canonada) i cal configurar el gas de calefacció (instal·lat a la bomba o filtrar abans de la bomba per evitar que entrin impureses), segellant l'aire, el drenatge i l'escapament. vàlvula (desguàs inferior, escapament alt) i tub de retorn (entrada de líquid), la velocitat de rotació de la bomba horitzontal no ha de ser massa alta i la pressió general és inferior a 30 barg. La bomba horitzontal té una millor càrrega sobre el coixinet retràctil en fred a causa de la disposició horitzontal, però l'equilibri dinàmic del rotor d'alta velocitat no és prou bo.

La bomba vertical adopta la disposició de suspensió de coixinets (la canonada d'entrada d'aigua és més alta que la de drenatge), que suporta una gran força de tracció cap avall. El centre de gravetat del rotor i l'eix es recombina, i la velocitat pot ser molt alta; generalment per sobre de 30 bar, cal ajustar: l'aire de retorn abans de la bomba (tingueu en compte que no hi ha cap bomba horitzontal), gas de calefacció (establert abans del filtre de la bomba, alta ingesta), gas de segellat, vàlvula d'escapament (escapament baix, escapament alt). , comproveu si està completament fred durant el prerefrigerament) i tub de retorn (etapa d'entrada de líquid de retorn). Les bombes verticals són generalment de diverses etapes i la canonada de retorn no ha de ser cap avall (plana o inclinada cap amunt), en cas contrari, el gas no es descarregarà, cosa que provocarà fàcilment la cavitació de la bomba. també,

Bomba d'oxigen líquid La bomba de nitrogen líquid està en espera en fred, la pressió del gas de segellat de la bomba de nitrogen líquid és superior a 7 barG; la pressió del gas de segellat de la bomba d'oxigen és de 4 barG (la pressió de la torre inferior es pot satisfer amb nitrogen); L'argó líquid es vaporitza i segella, i cal que el cabal tingui un marge del 20%. En general, la vàlvula de retorn de la pròpia bomba d'argó líquid està controlada per bypass de pressió i el nivell de cabal de la vàlvula de sortida es controla mitjançant un control de doble bucle.

Sistema de compressió del producte

La permeació de nitrogen pot satisfer l'aire comprimit general, el turbocompressor de nitrogen té una pressió més alta i el tipus d'engranatge és més eficient energèticament.

L'oxigen es comprimeix a 30 bar a través de la fila (8 etapes) segons la pressió d'un cilindre (baixa pressió) i dos cilindres (alta pressió i baixa pressió), generalment per sota de 30 barg, cal establir un gas de segellat de 5 barg ( es pot satisfer la pressió de nitrogen) i, ​​al mateix temps, com que el medi d'oxigen és un anell de foc d'alta temperatura i alta pressió, totes les peces de sobreintensitat estan fetes d'aliatge de coure i cal configurar nitrogen de seguretat, que sol considerar l'enginyeria. disseny; el preu de penetració de l'oxigen importat és relativament alt, aproximadament 2 vegades el dels productes nacionals, i generalment no s'utilitza. Actualment, s'utilitza generalment la penetració d'oxigen, la pressió de descàrrega és de 3∽30barG i el cabal és superior a 8000 Nm³/h. No obstant això, el cabal és petit i l'eficiència de permeabilitat a l'oxigen és baixa, generalment 8000 Nm³/h (55 per cent) ~ 80000 Nm³/h (68 per cent).

Generalment adequat per al procés de compressió d'oxigen, a partir de 3∽30 barg, però sovint s'utilitza el procés de compressió interna del sobrealimentador (generalment l'eficiència és superior al 70 per cent, hi ha restriccions de trànsit, l'eficiència és més de 10 punts superior a l'oxigen). , fins i tot pot compensar els avantatges de la pèrdua d'energia addicional relativament menor després de la compressió, però s'ha d'augmentar la pressió de compressió interna de l'acer per evitar fluctuacions en el sistema d'intercanvi de calor) per comparar i determinar el consum d'energia després de l'esquema.

Quines són les empreses conegudes del sector?

Situat a la Zona de Desenvolupament Econòmic i Tecnològic de Hangzhou, Hangzhou Fuyang H Gas Zhejiang Technology Co., Ltd. és una de les empreses especialitzades en la investigació, desenvolupament, producció i operació d'equips de gas industrial. L'empresa compta amb un centre d'investigació i desenvolupament, un centre de serveis de fabricació i màrqueting i personal professional i tècnic d'alt nivell. Proporcioneu als clients consultoria tècnica, disseny de programes, fabricació de productes, formació de personal, instal·lació, posada en marxa i altres serveis.