Производството на азот со криогенско одвојување на воздухот е традиционален метод на производство на азот со историја од неколку децении. Го користи воздухот како суровина, го компресира и прочистува, а потоа користи размена на топлина за да го втечнува воздухот во течен воздух. Течниот воздух е главно мешавина од течен кислород и течен азот. Користејќи ги различните точки на вриење на течниот кислород и течниот азот, азот се добива со нивно одвојување преку дестилација на течен воздух.
Типичен тек на процесот
Целиот процес се состои од компресија и прочистување на воздухот, одвојување на воздухот и испарување на течен азот.
1. Компресија и прочистување на воздухот
Откако воздухот ќе се исчисти од прашина и механички нечистотии со филтерот за воздух, тој влегува во компресорот за воздух, се компресира до потребниот притисок, а потоа се испраќа до воздушниот ладилник за да се намали температурата на воздухот. Потоа влегува во прочистувачот за сушење на воздухот за да ја отстрани влагата, јаглерод диоксидот, ацетиленот и другите јаглеводороди во воздухот.
2. Одвојување на воздухот
Прочистениот воздух влегува во главниот разменувач на топлина во разделната кула на воздухот, се лади до температурата на заситеност со рефлуксниот гас (производ азот, отпадниот гас) и се испраќа до дното на дестилаторната кула. Азот се добива на врвот на кулата, а течниот воздух се пригушува и се испраќа Влегува во испарувачот за кондензација за да испари, а во исто време се кондензира дел од азот испратен од исправувачката кула. Дел од кондензираниот течен азот се користи како рефлуксна течност на исправувачката кула, а другиот дел се користи како производ од течен азот и ја напушта кулата за одвојување на воздухот.
Издувниот гас од испарувачот за кондензација повторно се загрева до околу 130 K од главниот разменувач на топлина и влегува во експандерот за проширување и ладење за да обезбеди капацитет за ладење на кулата за одвојување на воздухот. Дел од експандираниот гас се користи за регенерација и ладење на молекуларното сито, а потоа се испушта преку придушувачот. атмосфера.
3. Испарување на течен азот
Течниот азот од кулата за одвојување на воздухот се складира во резервоарот за складирање на течен азот. Кога се прегледува опремата за одвојување на воздухот, течниот азот во резервоарот за складирање влегува во испарувачот и се загрева пред да се испрати до цевководот за азот на производот.
Производството на криоген азот може да произведе азот со чистота од ≧99,999%.
чистота
Производството на криоген азот може да произведе азот со чистота од ≧99,999%. Чистотата на азот е ограничена од оптоварувањето со азот, бројот на фиоки, ефикасноста на фиоката и чистотата на кислородот во течниот воздух итн., а опсегот на прилагодување е мал.
Затоа, за комплет опрема за производство на криоген азот, чистотата на производот е во основа сигурна и е незгодно да се прилагоди.
Главната опрема вклучена во уредот за генератор на криоген азот
1. Филтрација на воздух
За да се намали абењето на механичката подвижна површина во внатрешноста на компресорот за воздух и да се обезбеди квалитетот на воздухот, пред да влезе воздухот во компресорот за воздух, прво мора да помине низ филтерот за воздух за да се отстрани прашината и другите нечистотии содржани во него. Воздушниот довод на компресорите за воздух најчесто користи филтри со груба ефикасност или филтри со средна ефикасност.
2. Воздушен компресор
Според принципот на работа, воздушните компресори можат да се поделат во две категории: волуметриски и брзински. Воздушните компресори најчесто користат воздушни компресори со клипни клипни, центрифугални воздушни компресори и компресори за воздух со завртки.
3. Воздушен ладилник
Се користи за да се намали температурата на компримираниот воздух пред да влезе во прочистувачот за сушење на воздухот и во кулата за одвојување на воздухот, да се избегнат големи флуктуации на температурата што влегуваат во кулата и може да таложи поголем дел од влагата во компримираниот воздух. Азотни ладилници за вода (составени од кули за ладење на вода и кули за ладење на воздухот: кулата за ладење на вода го користи отпадниот гас од кулата за одвојување на воздухот за ладење на циркулирачката вода, а кулата за ладење на воздухот ја користи циркулирачката вода од кулата за ладење на вода за ладење на воздух), фреон воздушен ладилник .
4. Фен и прочистувач за воздух
Компримираниот воздух сè уште содржи одредена количина на влага, јаглерод диоксид, ацетилен и други јаглеводороди откако ќе помине низ воздушниот ладилник. Замрзнатата влага и јаглерод диоксид депонирани во кулата за одвојување на воздухот ќе ги блокираат каналите, цевките и вентилите. Ацетиленот се акумулира во течниот кислород и постои ризик од експлозија. Прашината ќе ги истроши машините кои работат. За да се обезбеди долгорочно безбедно функционирање на единицата за одвојување на воздухот, мора да се постави специјална опрема за прочистување за да се отстранат овие нечистотии. Најчестите методи за прочистување на воздухот се адсорпција и замрзнување. Методот на адсорпција на молекуларно сито е широко користен во мали и средни генератори на азот во Кина.
5. Кула за одвојување на воздухот
Кулата за одвојување на воздухот главно вклучува главен разменувач на топлина, втечнувач, кула за дестилација, испарувач за кондензација итн. Главниот разменувач на топлина, кондензациониот испарувач и втечнувачот се разменувачи на топлина со искривени плочи. Тоа е нов тип на комбиниран преграден разменувач на топлина со целосно алуминиумска метална структура. Просечната температурна разлика е многу мала, а ефикасноста на размена на топлина е висока до 98-99%. Дестилационата кула е опрема за одвојување на воздухот. Видовите на опремата на кулата се поделени според внатрешните делови. Кулата од сито со плоча со сито се нарекува кула со сито, кулата со меурчиња со капаче со меурчиња се нарекува кула со капа од меурчиња, а спакуваната кула со наредена амбалажа се нарекува кула од сито. Плочата со сито има едноставна структура, лесно се произведува и има висока ефикасност на плочата, па затоа е широко користена во кулите за дестилација со фракционирање на воздухот. Спакуваните кули главно се користат за кули за дестилација со дијаметар помал од 0,8 m и висина не поголема од 7 m. Кулите со капачиња со меурчиња сега ретко се користат поради нивната сложена структура и производствени тешкотии.
6. Турбоекспандер
Тоа е машина со ротирачки сечила што ја користат генераторите на азот за да генерираат ладна енергија. Тоа е гасна турбина што се користи во услови на ниска температура. Турбопроширувачите се поделени на тип на аксијален проток, тип на центрипетален радијален проток и центрипетален радијален тип на проток според насоката на проток на гасот во работното коло; според тоа дали гасот продолжува да се шири во работното коло, тој е поделен на тип на контранапад и тип на удар. Континуираното проширување е тип на контранапад. тип, не продолжува да се шири и станува тип на удар. Едностепените експандери на турбини со удар со радијален аксијален проток се широко користени во опремата за одвојување на воздухот. Криогенскиот генератор на азот за одвојување на воздухот има комплексна опрема, голема површина, високи трошоци за инфраструктура, високи еднократни инвестиции во опрема, високи оперативни трошоци, бавно производство на гас (12 до 24 часа), високи барања за инсталација и долг циклус. Земајќи ги предвид факторите на опремата, инсталацијата и инфраструктурата, инвестициската скала на опремата PSA со исти спецификации за опрема под 3500 Nm3/h е за 20% до 50% пониска од онаа на опремата за раздвојување на воздух со криоген. Уредот за генератор на криоген азот е погоден за големо индустриско производство на азот, но средното и малото производство на азот е неекономично.
Време на објавување: 27 февруари 2024 година
