Kryogeeninen ilmaerotustypen tuotanto on perinteinen typentuotantomenetelmä, jolla on useiden vuosikymmenien historia. Se käyttää raaka-aineena ilmaa, puristaa ja puhdistaa sen ja sitten nesteyttää ilman nestemäiseksi lämmönvaihdon avulla. Nestemäinen ilma on pääasiassa nestemäisen hapen ja nestemäisen typen seos. Nestemäisen hapen ja nestetypen eri kiehumispisteitä käyttämällä saadaan typpeä erottamalla ne tislaamalla nestemäistä ilmaa.
Tyypillinen prosessikulku
Koko prosessi koostuu ilman puristamisesta ja puhdistuksesta, ilman erotuksesta ja nestemäisen typen höyrystämisestä.
1. Ilman puristus ja puhdistus
Kun ilma on puhdistettu pölystä ja mekaanisista epäpuhtauksista ilmansuodattimella, se menee ilmakompressoriin, puristetaan vaadittuun paineeseen ja lähetetään sitten ilmanjäähdyttimeen ilman lämpötilan alentamiseksi. Sitten se menee ilmankuivauspuhdistimeen poistamaan kosteuden, hiilidioksidin, asetyleenin ja muut hiilivedyt ilmasta.
2. Ilmanerotus
Puhdistettu ilma tulee ilmanerotustornin päälämmönvaihtimeen, jäähdytetään kyllästyslämpötilaan palautuskaasulla (tuotetyppi, jätekaasu) ja lähetetään tislaustornin pohjalle. Tornin huipulta saadaan typpeä ja nestemäistä ilmaa kuristetaan ja johdetaan. Se menee lauhdehaihduttimeen haihtumaan, ja samalla osa tasaustornista lähtevästä typestä kondensoituu. Osa kondensoituneesta nestetypestä käytetään tasaustornin palautusnesteenä ja toinen osa nestemäisenä typpituotteena ja poistuu ilmanerotustornista.
Kondensaatiohöyrystimen pakokaasu lämmitetään uudelleen noin 130 K:een päälämmönvaihtimella ja se menee paisuntasäiliöön laajenemista ja jäähdytystä varten jäähdytyskapasiteetin aikaansaamiseksi ilmanerotustornille. Osa paisuneesta kaasusta käytetään molekyyliseulan regenerointiin ja jäähdyttämiseen, minkä jälkeen se poistetaan äänenvaimentimen läpi. tunnelmaa.
3. Nestemäisen typen höyrystys
Ilmanerotustornista tuleva nestetyppi varastoidaan nestemäisen typen varastosäiliöön. Kun ilmanerotuslaitteisto tarkastetaan, varastosäiliössä oleva nestemäinen typpi tulee höyrystimeen ja lämmitetään ennen kuin se lähetetään tuotteen typpiputkistoon.
Kryogeeninen typentuotanto voi tuottaa typpeä, jonka puhtaus on ≧ 99,999 %.
puhtaus
Kryogeeninen typentuotanto voi tuottaa typpeä, jonka puhtaus on ≧ 99,999 %. Typen puhtautta rajoittavat typpikuorma, tarjottimien lukumäärä, alustan tehokkuus ja hapen puhtaus nestemäisessä ilmassa jne., ja säätöalue on pieni.
Siksi kryogeenisten typen tuotantolaitteiden sarjassa tuotteen puhtaus on periaatteessa varma ja sitä on hankala säätää.
Päälaitteet sisältyvät kryogeeniseen typen generaattorilaitteeseen
1. Ilmansuodatus
Ilmakompressorin sisällä olevan mekaanisen liikkuvan pinnan kulumisen vähentämiseksi ja ilmanlaadun varmistamiseksi, ennen kuin ilma pääsee ilmakompressoriin, sen täytyy ensin kulkea ilmansuodattimen läpi pölyn ja muiden sen sisältämien epäpuhtauksien poistamiseksi. Ilmakompressorien ilmanotto käyttää enimmäkseen karkeatehoisia tai keskitehoisia suodattimia.
2. Ilmakompressori
Toimintaperiaatteen mukaan ilmakompressorit voidaan jakaa kahteen luokkaan: tilavuus ja nopeus. Ilmakompressoreissa käytetään enimmäkseen mäntämäntä-ilmakompressoreita, keskipakoilmakompressoreita ja ruuvi-ilmakompressoreita.
3. Ilmanjäähdytin
Sitä käytetään alentamaan paineilman lämpötilaa ennen kuin se menee ilmankuivauspuhdistimeen ja ilmanerotustorniin, välttää suuria lämpötilan vaihteluita torniin ja voi saostaa suurimman osan paineilman kosteudesta. Typpivesijäähdyttimet (koostuvat vesijäähdytystorneista ja ilmanjäähdytystorneista: vesijäähdytystorni käyttää ilmanerotustornista tulevaa jätekaasua kiertoveden jäähdyttämiseen, ja ilmajäähdytystorni käyttää vesijäähdytystornista tulevaa kiertovettä jäähdyttämään ilma), Freon-ilmanjäähdytin.
4. Ilmankuivain ja ilmanpuhdistin
Paineilma sisältää vielä tietyn määrän kosteutta, hiilidioksidia, asetyleeniä ja muita hiilivetyjä, kun se on kulkenut ilmanjäähdyttimen läpi. Erotustorniin kertynyt jäätynyt kosteus ja hiilidioksidi tukkivat kanavat, putket ja venttiilit. Asetyleeni kerääntyy nestemäiseen happeen ja on olemassa räjähdysvaara. Pöly kuluttaa käyttökoneita. Ilmanerotusyksikön pitkäaikaisen turvallisen toiminnan varmistamiseksi on asennettava erityiset puhdistuslaitteet näiden epäpuhtauksien poistamiseksi. Yleisimmät ilmanpuhdistusmenetelmät ovat adsorptio ja jäädytys. Molekyyliseula-adsorptiomenetelmää käytetään laajalti pienissä ja keskikokoisissa typen generaattoreissa Kiinassa.
Typentuotantovalmistajat – Kiinan typentuotantotehdas ja toimittajat (xinfatools.com)
5. Ilmanerotustorni
Ilmanerotustorni sisältää pääasiassa päälämmönvaihtimen, nesteyttimen, tislaustornin, lauhdutushaihduttimen jne. Päälämmönvaihdin, lauhdutushaihdutin ja nesteytys ovat levykäyriä lämmönvaihtimia. Se on uudentyyppinen yhdistetty väliseinälämmönvaihdin, jossa on kokonaan alumiininen metallirakenne. Keskimääräinen lämpötilaero on hyvin pieni ja lämmönvaihtohyötysuhde jopa 98-99 %. Tislaustorni on ilmanerotuslaitteisto. Tornilaitteiden tyypit on jaettu sisäosien mukaan. Seulalevyllä varustettua seulalevytornia kutsutaan seulalevytorniksi, kuplakankkitornia kuplakorkkilevyllä kutsutaan kuplakorkkitorniksi ja pakattua tornia, jossa on pinottu pakkaus, kutsutaan seulalevytorniksi. Seulalevyllä on yksinkertainen rakenne, se on helppo valmistaa ja sillä on korkea levytehokkuus, joten sitä käytetään laajalti ilmafraktiointitislaustorneissa. Pakattuja torneja käytetään pääasiassa tislaustorneissa, joiden halkaisija on alle 0,8 m ja korkeus enintään 7 m. Bubble cap -torneja käytetään nykyään harvoin niiden monimutkaisen rakenteen ja valmistusvaikeuksien vuoksi.
6. Turboexpander
Se on pyörivä teräkone, jota typpigeneraattorit käyttävät kylmän energian tuottamiseen. Se on kaasuturbiini, jota käytetään alhaisissa lämpötiloissa. Turbopaisuntalaitteet jaetaan aksiaalivirtaustyyppiin, keskisäteittäiseen virtaustyyppiin ja keskipetaaliseen radiaalivirtaustyyppiin juoksupyörässä olevan kaasun virtaussuunnan mukaan; sen mukaan, jatkaako kaasun laajenemista juoksupyörässä, se jaetaan vastahyökkäystyyppiin ja iskutyyppiin. Jatkuva laajennus on vastahyökkäystyyppistä. tyyppi, se ei jatka laajenemista ja muuttuu vaikutustyypiksi. Yksivaiheisia säteittäisen aksiaalivirtauksen iskuturbiinilaajentimia käytetään laajalti ilmanerotuslaitteissa. Kryogeenisellä ilmanerotustyppigeneraattorilla on monimutkainen laitteisto, suuri alue, korkeat infrastruktuurikustannukset, korkeat kertaluonteiset investoinnit laitteisiin, korkeat käyttökustannukset, hidas kaasun tuotanto (12–24 tuntia), korkeat asennusvaatimukset ja pitkä sykli. Kun otetaan huomioon laitteet, asennus ja infrastruktuuritekijät, PSA-laitteiden investointiasteikko, jolla on samat tekniset tiedot alle 3500 Nm3/h laitteille, on 20–50 % alhaisempi kuin kryogeenisten ilmanerotuslaitteiden. Kryogeeninen typen generaattorilaite soveltuu suuren mittakaavan teolliseen typentuotantoon, mutta keski- ja pienimuotoinen typentuotanto on epätaloudellista.
Postitusaika: 27.2.2024
