Iltanlæg

Oversigt

Industrial Purity Nitrogen Plant kombinerer luftkompression, adsorptionsrensning og kryogen destillation. De producerer nitrogen op til 99,999 procent renhed.

Nitrogengenereringssystemer er sikre, pålidelige og nemme at både betjene og vedligeholde. Der er flere muligheder, afhængigt af kundens behov. For eksempel kan de indbefatte en standby-fordamper og lagerindretning for at forbedre tilgængeligheden og pålideligheden, eller en flydende kraftvarmeindretning til at supplere standby-væskelagerindretningen. På samme måde kan nitrogengenereringssystemet optimere kapitaludgifter (capex) og driftsudgifter (OPEX) i henhold til kundernes krav. Dette udstyr er fuldt pakket til hurtig installation.

 

1. Iltanlæg

 

 

 

2. ASU-induktion: Luftseparationsudstyr adskiller luft fra atmosfæren til dens hovedkomponenter, normalt nitrogen og oxygen, og nogle gange argon og andre sjældne og inerte gasser.

 

 

 

3. Produktionsproces:

 

For at opnå lave destillationstemperaturer kræver luftseparationsenheden en kølecyklus, der fungerer gennem Joule-Thomson-effekten, og køleudstyret skal opbevares i et isolerende kabinet (ofte omtalt som en "koldboks"). Kølingen af ​​gassen kræver en stor mængde energi for at få denne kølecyklus til at fungere og leveres af luftkompressoren. Moderne ASU'er bruger ekspansionsturbiner til køling; outputtet fra expanderen hjælper med at drive luftkompressoren, hvilket øger effektiviteten. Processen omfatter følgende hovedtrin

 

 

 

En slags. Inden den komprimeres, er luften forfiltreret for at fjerne støv.

 

 

 

b. Luften komprimeres, og det endelige leveringstryk bestemmes af produktets genvindingsgrad og væsketilstanden (gas eller væske). Typiske trykområder er mellem 5 og 10 bar manometer. Luftstrømmen kan også komprimeres til forskellige tryk for at øge effektiviteten af ​​ASU'en. Under kompressionsprocessen kondenserer vandet ud i mellemtrinskøleren.

 

 

 

C. Procesluft ledes typisk gennem en molekylsigte for at fjerne eventuel resterende vanddamp og kuldioxid, som kan fryse og tilstoppe kryogent udstyr. Molekylærsigter er generelt designet til at fjerne eventuelle gasformige kulbrinter fra luften, da disse kan være et problem i efterfølgende luftdestillationer, hvilket potentielt kan føre til eksplosioner. Molekylsienslejet skal regenereres. Dette gøres ved at installere flere enheder, der fungerer i alternerende tilstand, og ved at bruge tør co-produktion afgas til at desorbere vand.

 

 

 

d. Procesluft passerer gennem en integreret varmeveksler (normalt en plade-finne-varmeveksler) og afkøles mod en lavtemperaturstrøm af produkt (og affald). En del af luften bliver flydende og danner en iltrig væske. Den resterende gas nitrogenberiget og destilleret til næsten rent nitrogen (typisk < 1 ppm) i en højtryks (HP) destillationskolonne. Kondensatoren i denne kolonne kræver køling, hvilket opnås ved at udvide den mere iltrige strøm yderligere gennem en ventil eller gennem en ekspander (omvendt kompressor).

 

 

 

e. Alternativt, når ASU'en producerer ren oxygen, kan kondensatoren afkøles ved at udveksle varme med en reboiler i en lavtryks (LP) destillationskolonne (drift ved 1.2-1.3 bar absolut). For at minimere kompressionsomkostningerne skal den kombinerede kondensator/reboiler i HP/LP-kolonnen fungere med en temperaturforskel på kun 1-2 grader Kelvin, hvilket kræver en plade-finne-loddet aluminium varmeveksler. Typisk iltrenhed varierer fra 97,5 procent til 99,5 procent og påvirker maksimal iltgenvinding. Kølingen, der kræves for at producere flydende produkter, opnås gennem JT-effekten i ekspanderen, som fører trykluft direkte ind i lavtrykssøjlen. Derfor udskilles en del af luften ikke og skal forlade den øverste del af lavtrykssøjlen som affaldsstrøm.

 

 

 

F. Da kogepunktet for argon (87,3 K under standardbetingelser) ligger mellem oxygen (90,2 K) og nitrogen (77,4 K), ophobes argon i den nederste del af lavtrykssøjlen. Ved fremstilling af argon trækkes et dampsidetræk fra lavtrykssøjlen, hvor argonkoncentrationen er højest. Den sendes til en anden kolonne for at rette op på argon til den ønskede renhed, hvorfra væsken returneres til samme sted i LP-kolonnen. Argonrenhed under 1 ppm kan opnås ved hjælp af moderne struktureret pakning med meget lavt tryktab. Selvom argon er til stede i foderet med mindre end 1 procent, kræver luftargonkolonnen meget energi på grund af det høje tilbagesvalingsforhold (ca. 30), der kræves i argonkolonnen. Argonsøjlekøling kan tilvejebringes af kold ekspanderet rig flydende eller flydende nitrogen.

 

 

 

G. Til sidst opvarmes det i gasform producerede produkt til omgivelsestemperatur i den indkommende luft. Dette kræver omhyggeligt udformet termisk integration, som skal tage hensyn til robusthed over for forstyrrelser (på grund af skift af molekylsigter). Yderligere ekstern køling kan også være påkrævet under opstart.