Виробництво азоту з кріогенним поділом повітря є традиційним методом виробництва азоту, історія якого налічує кілька десятиліть. Він використовує повітря як сировину, стискає та очищає його, а потім використовує теплообмін для розрідження повітря в рідке. Рідке повітря в основному є сумішшю рідкого кисню та рідкого азоту. Використовуючи різні температури кипіння рідкого кисню та рідкого азоту, азот отримують шляхом їх розділення шляхом дистиляції рідкого повітря.
Типовий процес
Весь процес складається зі стиснення та очищення повітря, відділення повітря та випаровування рідкого азоту.
1. Стиснення та очищення повітря
Після очищення повітря від пилу і механічних домішок повітряним фільтром воно надходить в повітряний компресор, стискається до необхідного тиску, а потім направляється в повітроохолоджувач для зниження температури повітря. Потім він потрапляє в осушувач повітря для видалення вологи, вуглекислого газу, ацетилену та інших вуглеводнів у повітрі.
2. Розділення повітря
Очищене повітря надходить у головний теплообмінник у башті повітророзділення, охолоджується до температури насичення рефлюксним газом (продуктовий азот, відхідний газ) і направляється на дно дистиляційної башти. Азот отримують у верхній частині вежі, а рідке повітря дроселюють і направляють. Воно надходить у конденсаційний випарник для випаровування, і в той же час частина азоту, що надходить з ректифікаційної вежі, конденсується. Частина конденсованого рідкого азоту використовується як рефлюксна рідина ректифікаційної башти, а інша частина використовується як рідкий азотний продукт і виходить із башти поділу повітря.
Відпрацьований газ з випарника конденсації повторно нагрівається до приблизно 130 K основним теплообмінником і надходить у розширювач для розширення та охолодження, щоб забезпечити охолоджуючу потужність повітророздільної вежі. Частина розширеного газу використовується для регенерації та охолодження молекулярного сита, а потім виводиться через глушник. атмосфера.
3. Випаровування рідкого азоту
Рідкий азот з повітророздільної вежі зберігається в резервуарі для зберігання рідкого азоту. Під час перевірки обладнання для розділення повітря рідкий азот у резервуарі для зберігання надходить у випарник і нагрівається перед тим, як відправлятися в трубопровід продукту азоту.
Виробництво кріогенного азоту може виробляти азот із чистотою ≧99,999%.
чистота
Виробництво кріогенного азоту може виробляти азот із чистотою ≧99,999%. Чистота азоту обмежена навантаженням азоту, кількістю лотків, ефективністю лотка та чистотою кисню в рідкому повітрі тощо, а діапазон регулювання невеликий.
Таким чином, для набору обладнання для виробництва кріогенного азоту чистота продукту в основному певна, і її незручно регулювати.
Основне обладнання, включене в пристрій кріогенного генератора азоту
1. Фільтрація повітря
Щоб зменшити знос механічної рухомої поверхні всередині повітряного компресора та забезпечити якість повітря, перш ніж повітря потрапить у повітряний компресор, воно має спочатку пройти через повітряний фільтр, щоб видалити пил та інші забруднення, що містяться в ньому. Повітрозабірник повітряних компресорів здебільшого використовує фільтри грубої або середньої ефективності.
2. Повітряний компресор
За принципом роботи повітряні компресори можна розділити на дві категорії: об'ємні та швидкісні. Повітряні компресори переважно використовують поршневі повітряні компресори, відцентрові повітряні компресори та гвинтові повітряні компресори.
3. Повітроохолоджувач
Він використовується для зниження температури стисненого повітря перед входом в очищувач повітря для осушення повітря та повітророздільну вежу, щоб уникнути великих коливань температури, що надходить у вежу, і може осадити більшу частину вологи в стисненому повітрі. Азотні водоохолоджувачі (складаються з водоохолоджувачів і повітряних охолоджувачів: водоохолоджувальна башта використовує відпрацьований газ із повітророзділювальної башти для охолодження циркулюючої води, а повітряна охолоджувальна башта використовує циркулюючу воду з водоохолоджувальної башти для охолодження повітря), фреоновий повітроохолоджувач.
4. Осушувач і очищувач повітря
Стиснене повітря все ще містить певну кількість вологи, вуглекислого газу, ацетилену та інших вуглеводнів після проходження через повітроохолоджувач. Замерзла волога та вуглекислий газ, що осідають у повітророзділювальній башті, блокують канали, труби та клапани. Ацетилен накопичується в рідкому кисні, і існує ризик вибуху. Пил зношує працююче обладнання. Щоб забезпечити тривалу безпечну роботу повітророзділювальної установки, необхідно встановити спеціальне очисне обладнання для видалення цих домішок. Найпоширенішими методами очищення повітря є адсорбція та заморожування. Метод адсорбції на молекулярному ситі широко використовується в малих і середніх генераторах азоту в Китаї.
Виробники азоту - Китайська фабрика та постачальники азоту (xinfatools.com)
5. Башта повітророзділення
Повітророздільна вежа в основному включає головний теплообмінник, сріджувач, дистиляційну башту, конденсаційний випарник тощо. Основний теплообмінник, конденсаційний випарник і сріджувач є пластинчатими теплообмінниками. Це новий тип комбінованого перегородкового теплообмінника з повністю алюмінієвою металевою конструкцією. Середня різниця температур дуже мала, а ефективність теплообміну досягає 98-99%. Дистиляційна башта - це обладнання для розділення повітря. Типи баштового обладнання поділяються за внутрішніми частинами. Башта ситової пластини з ситовою пластиною називається баштою з ситовою пластиною, башта з бульбашковою кришкою з пластиною з бульбашковою кришкою називається баштою з бульбашковою кришкою, а упакована вежа зі складеною упаковкою називається баштою з ситовою пластиною. Ситова пластина має просту конструкцію, проста у виготовленні та має високу ефективність пластини, тому вона широко використовується в дистиляційних вежах повітряного фракціонування. Насадкові башти в основному використовуються для дистиляційних башт діаметром менше 0,8 м і висотою не більше 7 м. Вежі з бульбашковими кришками зараз рідко використовуються через їхню складну конструкцію та труднощі виготовлення.
6. Турбодетандер
Це машина з обертовими лопатями, яка використовується генераторами азоту для виробництва холодної енергії. Це газова турбіна, яка використовується в умовах низьких температур. За напрямком потоку газу в робочому колесі турбодетандери поділяються на тип аксіального потоку, тип доцентрового радіального потоку та тип доцентрового радіального потоку; залежно від того, чи газ продовжує розширюватися в робочому колесі, він поділяється на тип контратаки та тип удару. Тривале розширення має тип контратаки. типу, він не продовжує розширюватися і стає ударним типом. Одноступінчасті радіально-осьові ударні турборозширювачі широко використовуються в повітророзподільному обладнанні. Кріогенний генератор азоту для розділення повітря має складне обладнання, велику площу, високі витрати на інфраструктуру, високі одноразові інвестиції в обладнання, високі експлуатаційні витрати, повільне виробництво газу (від 12 до 24 годин), високі вимоги до встановлення та тривалий цикл. Беручи до уваги обладнання, установку та інфраструктурні фактори, обсяг інвестицій у обладнання PSA з тими самими специфікаціями для обладнання нижче 3500 Нм3/год на 20–50% нижчий, ніж у обладнання для кріогенного поділу повітря. Пристрій кріогенного генератора азоту підходить для великомасштабного промислового виробництва азоту, але середнє та дрібне виробництво азоту є неекономічним.
Час публікації: 27 лютого 2024 р
