Hava ayrımı ünitesi

Hava ayırma ünitesi nedir?

 

Hava ayırma ünitesi endüstriyel bir tesistir. Önce havayı soğutarak ve sıvılaştırarak çalışır. Daha sonra, havadaki farklı kaynama noktalarına dayanan kriyojenik damıtmayı kullanan, atmosferi esas olarak oksijen, azot ve argon dahil olmak üzere ana bileşenlere ayırır. Üretilen saf gazlar endüstriyel ve tıp alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İşlem enerji - yoğundur ve kompresörler, damıtma sütunları ve moleküler elekler gibi bileşenlere dayanır. Ayrıca, bir ASU atmosferi, tipik olarak hava kompresörleri, hava saflaştırma sistemleri, ısı eşanjörleri, kriyojenik soğutma sistemleri ve damıtma kolonları gibi elementlerden oluşan, azot, oksijen ve bazen argon ve diğer nadir gazlar gibi birincil bileşenlerine ayırabilir.

Hava Ayırma Yöntemleri

NewTek size kesip - Edge Gas Solutions

Kriyojenik damıtma

Kriyojenik damıtma önce havayı sıvılaştırmak için havayı soğutur, daha sonra kaynama noktası farklılıklarına göre bileşenlerini damıtma yoluyla seçici olarak ayırır. Bu yüksek - saflık gazı üretir, ancak çok fazla enerji tüketir. Sistem, verimliliği korumak için sıkıca entegre ısı eşanjörleri ve ayırma sütunları gerektirir ve giriş hava kompresöründen soğutma enerjisi gelir.
Düşük sıcaklıklara ulaşmak için, hava ayırma tesisleri iki soğutma döngüsü kullanır: bir kısma cihazı yoluyla izotermal kısma veya bir genişletici yoluyla izentropik genişleme kullanılması. Soğutma kayıplarını en aza indirmek için kriyojenik ekipman bir "soğuk kutu" (yalıtımlı muhafaza) içine yerleştirilmelidir.

 

Diğer hava ayırma yöntemleri

●Membran ayırma teknolojisi: Düşük enerji tüketimi ve esnek parametreler. Oda - Sıcaklık polimer membranları% 25 üretir -% 50 oksijen - zenginleştirilmiş hava; Seramik membranlar (ITM ve OTM) 800 - 900 derece sıcaklık gerektirir ve%90'ı aşan yüksek - saflık oksijen üretebilir. Riski azaltmak için yolcu uçağı yakıt tankları için oksijen - tükenmiş veya azot - zenginleştirilmiş gaz üretmek için kullanılabilirler ve ayrıca yüksek irtifa pilotları için oksijenle zenginleştirilmiş hava sağlayabilir.

●Basınç salınım adsorpsiyonu (PSA): oda sıcaklığında çalışır ve sıvılaşma gerektirmez, PSA yüksek - basınç adsorpsiyonu için zeolit ​​(bir "moleküler sünger") kullanır ve ayrı oksijen ve azot için azaltılmış - basınç desorpsiyonu. Bu kompakt kompresör, taşınabilir tıbbi oksijen konsantratörleri üretmek için kullanılabilir. Vakum Basınç Salıncak Adsorpsiyonu (VPSA) benzerdir, sadece hedef gaz subatmosferik basınçta desorbe edilir

Ücretsiz bir teklif alın!

 

Bir Hava Ayırma Ünitesinin Çalışma Prensibi (ASU)

Hava ayırma birimleri membran ayrımı ve basınç salınım adsorpsiyonu gibi çeşitli teknolojiler kullanabilse de, kriyojenik fraksiyonlama (damıtma), verimli, yüksek - saflık ayrımı elde etmek için ana çekirdek teknolojisi olmaya devam etmektedir. Tipik çalışma süreci dört temel aşamaya ayrılmıştır:

 

 

Sıkıştırma aşaması

Atmosferik hava önce ASU'ya çekilir ve daha sonra basınçlandırma için çoklu - aşama kompresör sistemine girer. Bu aşamanın temel amacı hava basıncını arttırmak, böylece enerji tüketimini azaltmak ve sonraki soğutma ve ayırma süreçlerinde verimliliği artırmaktır. Hava basıncı tipik olarak 5-10 barg aralığında kontrol edilir ve sonraki süreçler için temel oluşturur.

 

Saflaştırma aşaması

Basınçlı hava, öncelikle nem, karbondioksit ve eser miktarda yağ, toz ve diğer kirleticiler olmak üzere safsızlıkları gidermek için bir saflaştırma sisteminden geçer. Bu adım çok önemlidir: endüstriyel ve tıbbi uygulamaların gereksinimlerini karşılayan nihai çıkış gazının yüksek saflığını sağlar; Ayrıca safsızlıkların sonraki düşük - sıcaklık ortamında donmasını veya birikmesini önler, ısı eşanjörlerinin, boru hatlarının ve diğer ekipmanların tıkanmasını önler ve böylece ünitenin kararlı çalışmasını sağlar.

 

Soğutma aşaması

Saflaştırılmış basınçlı hava, bir ısı eşanjörü ve bir soğutma döngüsünden (Linde veya Kraut döngüleri gibi) oluşan bir soğutma sistemine girer; burada yavaş yavaş düşük bir sıcaklığa soğutulur. Kriyojenik fraksiyonlama, gaz halindeki bileşenler arasındaki kaynama noktalarındaki farklılıklara dayandığından, soğutma işlemi havayı sıvılaşma sıcaklığına düşürür, gaz halindeki havayı sıvı havaya dönüştürür ve sonraki damıtma ayrımı için hazırlar.

 

Ayrılık aşaması

Sıvı hava, bileşenlerinin kesirli damıtma yoluyla ayrıldığı tek bir - veya multi - aşama damıtma kulesine beslenir. Gazlar arasındaki kaynama noktalarındaki farklılıklar ayırma için çok önemlidir: en düşük kaynama noktasına sahip azot, ilk önce sıvı havadan buharlaşır ve yükselir ve kulenin üstünde toplanır. Oksijen, daha yüksek kaynama noktası ile kulenin dibinde kalır ve sıvı veya gaz olarak boşaltılır. Argonun ayrılması gerekiyorsa, kaynama noktası azot ve oksijen arasında yer alır, kulenin ortasından özel bir damıtma bölümü ile çıkarılabilir.

Hava Ayırma Ünitesi (ASU) Çalışma Süreci ve Çekirdek Bileşenler

 

Hava kompresöründen gelen basınçlı hava, moleküler elekler tarafından nem, karbondioksit ve hidrokarbonlar gibi safsızlıkları gidermek için çıkarılmadan önce bir hava pre - soğutma sistemi tarafından soğutulur. Saflaştırılmış hava daha sonra iki yola bölünür: biri doğrudan damıtma kulesinin üst kolonuna gönderilirken, diğeri alt sütuna gönderilmeden önce bir genişletici tarafından genişletilir ve soğutulur. Damıtma kulesi içinde, yükselen buhar ve düşen sıvı ısı değişimi ve ayrılmasına tabi tutulur, sonuçta üst kolonun üstünde yüksek - saflık azotu ve altta yüksek - saflık oksijen üretir.
 

● Sıkıştırma sistemi:

Bir hava giriş filtresi (tozu filtrelemek için), bir hava kompresörü (havayı basınçlandırmak için), bir hava kompresörler arası soğutucu (sıcaklığı azaltmak ve verimliliği korumak için) ve bir hava kompresör havalandırma susturucu (gürültüyü azaltmak için) içerir.

● Pre - soğutma sistemi:
Bir su - soğutma kulesi, bir hava - soğutma kulesi (ısıyı değiştirmek ve sıcaklığı azaltmak için), bir su pompası (soğutma suyu sağlamak için) ve bir soğutucu (derin soğutma sağlamak için) içerir.

● Saflaştırma sistemi:
Çekirdek, bir azot havalandırma susturucu (egzoz gürültüsünü azaltmak için) ile birleştirilmiş moleküler bir elek adsorber (safsızlıkları gidermek için).

● Isı Değişim Sistemi:

Ana ısı eşanjörünü (sıcaklığı azaltmak için hava ve düşük - sıcaklık gazı arasındaki ısı değişimi için) ve alt soğutucu (buharlaşma kayıplarını azaltmak için sıvı ürünleri soğutma için) içerir.

● Damıtma sistemi:
Damıtma kulesini (gaz - sıvı temas ayırma için) ve kondansatörü - evaporatör (damıtma döngüsünü korumak için) içerir.

● Ürün dağıtım sistemi:

Bir basınç düzenleme istasyonu (basınç düzenlemesi için) ve bir ölçüm istasyonu (akış ölçümü için) içerir.

● Sıvı Depolama Yedekleme Sistemi:

Sıvı depolama tanklarını (sıvı oksijen ve sıvı azot depolamak için), gaz depolama tanklarını (gazlı ürünleri tamponlamak için) ve bir sıvı evaporatör (acil sıvı - için - gaz dönüşümü için) içerir.

Hava Ayırma Ünitesi Uygulamaları

 

 

 

 

 

Tıbbi Sağlık Hizmetleri
 

Endüstriyel üretim
 

Yiyecek ve İçecekler
 

Enerji üretimi

 

Endüstriyel Gazlar Sürecinde Hava Ayrılma Birimi

Hava öncelikle azot (yaklaşık%78.1), oksijen (yaklaşık%20.9), argon (yaklaşık%0.9) ve az miktarda diğer gazlardan oluşur. Şu anda, endüstride en yaygın kullanılan hava ayırma yöntemi, kriyojenik damıtma olarak da bilinen kriyojenik ayrılıktır. Esasen, bu, tipik olarak kısma genişleme veya adyabatik genişleme gibi mekanik yöntemler kullanılarak gaz sıvılaşmasını içerir. Hava önce sıkıştırılır ve soğutulur ve daha sonra onları ayırmak için gazlar arasındaki kaynama noktalarındaki farklılıklar kullanılarak damıtılır.

İşlem akışının anahtar düğümleri ve işlevleri

● Besleme Hava Akışı

ASU üretim ölçeği/kapasitesini doğrudan belirleyen temel bir giriş parametresi (NM³/s olarak ölçülür) (örneğin, normal çalışma altında - boyutlu ASU için 68.500 nm³/s).

Anormallikler: ani aşırı yük kompresörlerini (daha yüksek aşınma/enerji tüketimi) arttırır ve arıtma/soğutma/damıtma (dengesiz gaz - sıvı/termodinamik, düşük verimlilik/verim); Aşırı düşük akış, ekipman kullanımını azaltır ve birim maliyetleri artırır.

● Sıkıştırılmış hava akışı

Akış hızı değişiklikleri - sıkıştırma; Çıkış akışı sistem işlemine uymalı, kriyojenik/damıtma işlemleri için yeterli basınç sağlamalı ve stabiliteyi korumalıdır.

Kontrol: Hassas akış/basınç kontrolü için Giriş Kılavuzu Vane açılışını veya kompresör hızını ayarlayın.

Riskler: Aşırı basınç ekipman tehlikelerine neden olur; Yetersiz basınç sıvılaşma/ayırmayı sınırlar; Kararsız akış moleküler elek adsorpsiyonunu (yetersiz saflığın giderilmesi) bozar.

● Saflaştırılmış hava akış hızı

Hava kurutucuları yoluyla nem/co₂/hidrokarbonları çıkardıktan sonra kriyojenik ayrılma için kritik; istikrar ve tasarım uyumluluğu gerektirir.

Etkiler: Anormal akış dengesizliği Çıkarma kule gazı - sıvı oranı (örneğin, aşırı akış gaz yükselişini hızlandırır, temas süresini/verimliliğini ve ürün saflığını azaltır); - standart safsızlıklar kriyojenik ekipman buzlanma/tıkanmaya neden olur.

● Damıtma kulelerinde gaz - sıvı akış hızları

Gaz - Faz akış hızı: verimlilik anahtarı (örn., Çift - Kule Alt Kule'de başlangıç ​​damıtma, yükselen azot/azalan oksijen - Zengin sıvı üretir). Uygun akış yeterli gaz sağlar - sıvı temas (ısı/kütle değişimi); Aşırı, kule su baskına (sıvı birikimi, bozulmuş damıtma) ve düşük ayırma verimliliğine neden olur.

Sıvı - Faz akış hızı: gaz ile karşı akışlar; Akış (örneğin, alt kuleden üst kuleden üst kuleden zengin sıvı) gaz akışıyla eşleşmelidir. Fazla taşkın kuleleri; yetersizlik safsızlık yıkamasını azaltır (zayıf saflık); Kararsız akış, kondenseri bozar - evaporatör ısı değişimi (enerji dengesini/ayırmayı etkiler).

● Ürün gazı ve atık gaz akış hızları

Ürün oksijen akışı: kullanıcı ihtiyaçları tarafından kontrol edilir (örneğin, çelik üretimi için yüksek akış, tıbbi kullanım için yüksek saflık); Damıtma parametreleri (reflü oranı, sıcaklık, basınç) yoluyla ayarlanmıştır. Dalgalanmalar üretimi etkiler (örneğin, kararsız çelik üretim verimliliği/kalitesi).

Ürün azot akışı: kimyasallar/elektronikler için (örneğin, kararlı yüksek -} saflık azotu çip koruyucu gazı olarak saflık azot); Sapmalar oksidasyona neden olur.

Atık gaz akışı: ayrılmamış gazlar içerir; Genişletici soğutulduktan sonra, parça serin moleküler elekleri, kalan havalandırma deliklerini yeniden üretir. Aşırı, düşük ayırma verimliliğini (boşa harcanan gaz, yüksek enerji) ve zayıf elek rejenerasyonunu (azaltılmış adsorpsiyon/stabilite) gösterir.

Akış Kontrolü ve Düzenleme Yöntemleri

● Valf düzenlemesi

Gaz kelebeği valfi: Bir gaz kelebeği valfi, sıvının akış alanını değiştirmek için valf açıklığını değiştirerek akışı kontrol eden yaygın olarak kullanılan bir akış kontrol cihazıdır. Hava ayırma birimlerinde, gaz kelebeği valfleri genellikle besleme havası, basınçlı hava ve her sütun içindeki gaz ve sıvı bileşenlerini kontrol etmek için kullanılır. Örneğin, hava bir damıtma kolonuna girmeden önce, damıtma sütununun besleme gereksinimlerini karşılamak için akış hızını ayarlamak için bir gaz kelebeği valfi kullanılabilir. Gaz kelebeği valfleri basit yapı ve çalışma kolaylığı gibi avantajlar sunarken, ayarlama sürecinde belirli bir basınç düşüşü üreterek enerji kaybına neden olurlar.

Düzenleme valfi: Bir düzenleyici valf, valf açıklığını belirli bir akış hızına göre otomatik olarak ayarlamak için otomatik bir kontrol sistemi ile birlikte kullanılır. Düzenleme vanaları genellikle ürün oksijen ve azot için çıkış boru hatları gibi hava ayırma birimlerinde anahtar akış kontrol noktalarına monte edilir. Gerçek - zaman akışı verilerine dayanarak, bir denetleyici, set aralığındaki akış hızını korumak için valf açıklığını otomatik olarak ayarlar. Gaz kelebeği vanalarıyla karşılaştırıldığında, düzenleme vanaları daha yüksek düzenleme doğruluğu ve daha hızlı yanıt sunar, bu da onları birim çalışma sırasında değişen çalışma koşullarına daha uyarlanabilir hale getirir.

● Kompresör ayarı

Giriş Kılavuzu Vane Ayarı: Santrifüj hava kompresörleri için, giriş hava hacmi giriş kılavuzu kanatlarının açısı ayarlanarak sıkıştırılmış hava akış hızını kontrol ederek değiştirilebilir. Sıkıştırılmış hava akış hızını arttırmak için, kompresöre daha fazla havanın girmesine izin vermek için giriş kılavuzu kanat açıklığı arttırılır; Tersine, giriş hava hacmini azaltmak için giriş kılavuzu kanat açıklığı azalır. Giriş Kılavuzu Vane Ayarlaması, ayarlama sırasında geniş bir ayar aralığının ve nispeten minimal enerji tüketiminin avantajlarını sunar. Bu, basınçlı hava akış hızının verimli kompresör çalışmasını sürdürürken işlem gereksinimlerini karşılamasını sağlar.

Hız Ayarı: Akış hızı, kompresör hızını değiştirerek de ayarlanabilir. Değişken frekans hızı regülasyon teknolojisini kullanarak, kompresör hızı gerçek akış gereksinimlerine göre esnek bir şekilde ayarlanabilir. Cihaz daha düşük basınçlı hava akış hızı gerektirdiğinde, kompresör hızı azalır; Daha yüksek bir akış hızı gerektiğinde, hız artar. Hız ayarı hızlı bir tepki süresi sunar ve işlem akış hızındaki değişikliklere hızlı bir şekilde uyum sağlayabilir, ancak motor ve kontrol sistemine yüksek talepler yerleştirir.

● reflü düzenlemesi

Reflü düzenlemesi, hava ayırma birimlerinde yaygın bir akış kontrol yöntemidir. Örneğin, bir damıtma kolonunda, kolon içindeki gaz - sıvı oranı, reflü akış hızının ayarlanmasıyla kontrol edilir, böylece damıtma verimliliğini ve ürün akış hızını etkiler. Ürün saflığını artırmak için, sütun içindeki damıtma bölümünün gazdan daha etkili bir şekilde ayrılması için reflü akış hızı artırılabilir. Ürün verimini artırmak için reflü akış hızı azaltılabilir. Distilasyon kolonunun çeşitli çalışma koşulları altında kararlı çalışmasını sağlamak için diğer akış kontrol yöntemleriyle birlikte reflü düzenlemesinin kullanılması gerekmektedir.

Akış İzleme ve Güvenlik Güvencesi

● Akış izleme sistemi

ASU anahtar noktalarındaki akışı doğru bir şekilde izlemek için, genellikle akış sensörleri, sinyal iletim devreleri ve ekran ve kontrol cihazlarından oluşan gelişmiş bir akış izleme sistemi benimsenir.

●Akış sensörleri:

Çöp plakası akış metreleri: bir delikten geçen sıvıdan basınç farkı ile akışı ölçün; Basit, düşük - maliyeti, ancak sınırlı doğruluk.

Vorteks akış metreleri: bir girdap jeneratöründen geçen sıvıdan girdap frekansını tespit etmek; Yüksek doğruluk, geniş ölçüm aralığı.

Kütle akış metreleri: Sıcaklık/basınç/yoğunluk değişikliklerinden etkilenmeyen sıvı kütle akışını doğrudan ölçmek; Ultra - Yüksek doğruluk, ürün gazı akışı ölçümü için ideal.

● Sinyal iletimi ve görüntüleme kontrolü:

Akış sensörleri akış sinyallerini görüntüleme ve kontrol cihazlarına iletilen elektrik/dijital sinyallere dönüştürür. Bu aletler her noktada gerçek - zaman akışı gösterir, akış set aralıklarını aşarsa alarmları tetikler ve otomatik akış ayarı için otomasyon sistemine bağlanır.

●Güvenlik önlemleri

ASUS'ta anormal akış dalgalanmaları, etkili güvenlik önlemleri gerektiren güvenlik risklerine neden olabilir:

Akış alarmları ve kilitler:
İzleme sistemi üst/alt alarm sınırlarına sahiptir; Akış menzil dışında olduğunda sesli/görsel alarmlar etkinleştirilir. Kilitleme aygıtları şiddetli kazaları önler: örneğin, yem hava akışı çok düşükse (ekipman hasarını önlemek için) veya valf açıklıklarının otomatik - oto - ürün o₂/n₂ akışı - ürün o₂/n₂ akışı - belirli ekipmanın kapatılması, - Auto -

Ekipman Bakımı ve Bakımı:
Akış izleme ekipmanlarını, kontrol cihazlarını ve tüm ASU'yu düzenli olarak koruyun: Akış sensörlerini tıkanma/hasar açısından inceleyin (derhal temizleyin/değiştirin), kontrol/hata ayıklama vanalarını (esneklik/güvenilirlik sağlayın) ve anahtar ekipmanı (örneğin kompresörleri) kararlı performans için inceleyin. Bu, ekipman arızalarından akış anormalliklerini azaltır ve operasyonel güvenliği artırır.

Farklı ölçeklerin hava ayırma birimleri için önerilen akış parametreleri

●Küçük - ölçek asus

Laboratuvarlar ve küçük fabrikalar gibi düşük gaz talebine sahip senaryolar için uygundur.

Core Parameters: Process air flow rate 50-500 Nm³/h; product oxygen flow rate 10-200 Nm³/h (purity >99.5%), product nitrogen flow rate 20-300 Nm³/h (purity >99.9%).​

Özellikler: Küçük - ölçekli üretim veya deneyler için yüksek - saflık gazının sabit kaynağını sağlamak için her bir bileşenin akış hızını tam olarak kontrol edin.

●Orta - ölçek asus

Düzenli gaz talebini karşılamak için genel endüstriyel işletmelere yaygın olarak hizmet vermektedir.

Çekirdek parametreler: işlem hava akış hızı 3.000-20.000 nm³/s; Ürün oksijen akış hızı 1.000-10.000 nm³/s (saflık ≈%99.6), ürün azot akış hızı 1.500-15.000 nm³/s (%99.99'a kadar saflık).

Özellikler: Anahtar düğümlerde akış kontrolü için daha yüksek gereksinimler (örneğin, besleme havası, basınçlı hava, gaz - damıtma kulelerinde sıvı akışı); Verimli, istikrarlı çalışma ve ürün kalitesi sağlamak için gelişmiş otomatik sistemlere ve hassas ekipmanlara güvenin.

●Büyük - ölçek asus

Büyük çelik fabrikalar ve kimyasal bitkiler gibi büyük - ölçekli endüstriyel üretim senaryolarında kullanılır.

Çekirdek parametreler: 50.000 nm³/s'nin üzerinde işlem hava akış hızı (bazıları 100.000 nm³/s'yi aşıyor, örneğin, büyük bir çelik konglomeradaki bir ASU 80.000 nm³/s'ye ulaşır); Ürün oksijen akış hızı 30.000-50.000 nm³/s (çelik üretimi için katı saflık gereksinimlerini karşılar), ürün azot akış hızı 40.000-60.000 nm³/s.

Özellikler: Akış kontrolünde yüksek zorluk; Yüksek yük altında stabil ve verimli çalışma sağlamak için daha gelişmiş ve güvenilir izleme ve regülasyon teknolojileri gerektirir ve büyük - ölçekli üretim için sürekli yüksek - kaliteli gaz sağlar.

Çin'deki en profesyonel hava ayırma ünitesi üreticileri ve tedarikçilerinden biri olarak, sizi fabrikamızdan toptan yüksek saflıkta hava ayırma birimine ağır karşılıyoruz. Tüm özel ürünler yüksek kaliteli ve rekabetçi fiyatlıdır.