Hvad er luftadskillelse? Oplysninger om luftsepareringsanlæg og systemproces

Alle slags kompressorer og dampturbiner kender alle, men forstår du virkelig deres rolle i luftadskillelse? Luftseparationsværkstedet på fabrikken, ved du hvordan det er? Luftseparation er i enkle vendinger et komplet sæt industrielt udstyr, der bruges til at adskille forskellige komponenter i luften for at producere oxygen, nitrogen og argon. Der er også ædelgasser som helium, neon, argon, krypton, xenon, radon osv.

Luftseparationsudstyr bruger luft som råmateriale, dybfryser luften til væske gennem kompressionscyklusmetoden og genererer derefter gradvist inert gas såsom oxygen, nitrogen og argon fra flydende luftseparation efter rektificering. Metallurgi, professionel, storskala nitrogengødning, gasforsyning mv.

Kort sagt inkluderer systemprocessen med luftseparation:

■ Kompressionssystem

■ Forkølesystem

■ Rensesystem

■ varmevekslingssystem

■ Produktleveringssystem

■ Udvidelse af køleanlæg

■ Destillationskolonnesystem

■ Væskepumpesystem

■ Produktkompressionssystem

Vi introducerer udstyret en efter en i henhold til procesflowet i luftseparationssystemet:

kompressionssystem

Der er selvrensende luftfiltre, dampturbiner, luftkompressorer, superladere, instrumentkompressorer mv.

(1) Det selvrensende filter stiger generelt med stigningen i luftvolumen, antallet af filterelementer øges, og antallet af lag er højere. Generelt er dobbeltlagslayoutet over 25,000, og trelagslayoutet er over 60,000. Generelt kræver en enkelt kompressor et separat filterarrangement. , og samtidig arrangeret i den øvre udluftning.

(2) Dampturbinen er en type højtryksdampekspansion, der virker og driver koaksialhjulet til at rotere og derved realisere arbejde på arbejdsmediet. De almindelige former for dampturbiner er fuld kondensering, fuldt modtryk og pumpning, og den mere almindeligt anvendte er pumpning.

(4) Luftkompressorer investeres generelt i enkeltaksede isotermiske centrifugalkompressorer til store luftseparationsanlæg. Det importerede energiforbrug er omkring 2 procent lavere end det indenlandske, og investeringen er 80 procent højere. Generelt er der et minimumskrav til sugestrøms-anti-overspænding, indløbsledevingen bruges til flowregulering, og den importerede husholdningsenhed er fire-trins kompression og tre-trins køling (sidste trin er ikke afkølet). Hovedluftkompressoren er udstyret med et vandvaskesystem, som bruges til at vaske aflejringerne på overfladerne af pumpehjulene og volutterne på alle trin. Systemet er pakket med værten.

(5) Supercharger Generelt vedtager investeringen i store luftseparationsanlæg to typer enkeltaksede isotermiske centrifugalkompressorer og gear centrifugalkompressorer. Blandt dem har geartypen store fordele i energiforbruget, især ved højt tryk.

(6) Instrumentgaskompressorer har generelt tre former: oliefri skruemaskine, stempeltype og centrifugaltype. Da stempeltypen og centrifugaltypen er naturligt oliefri, er der ikke behov for en affedtningsanordning, kun en tørreanordning (vandfjernelse) og et præcisionsfilter (fjernelse af faste partikler) er påkrævet; skruemaskiner har generelt olie- og oliefri og oliefjernelse. To, olieindsprøjtede skruemaskiner skal udstyres med en affedtningsanordning, og samtidig skal der opsættes et meget højpræcisions afolieningsfilter for at imødekomme processen. Den er oliefri, ulempen er at den er dyrere. Stempeltypen er egnet til luftmængden under 500Nm³/h; luftmængden under 2000Nm³/h er velegnet til skruemaskine eller stempelmaskine; luftmængden er større end 2000Nm³/h, dvs. tre modeller er tilgængelige. Når luftmængden er stor, er fordelene ved centrifugalkompressorer mindre sliddele, bekvem vedligeholdelse og høj omkostningsydelse.

Instrumentkompressoren bruges under kørsel og udvindes af molekylsigteren efter normal drift.

Forkølesystem

Forkølesystemets luftkøletårn har to former: lukket cirkulation (luftkøletårnet er opdelt i øvre og nedre sektioner, og det afkølede vand cirkulerer mellem den øvre sektion af luftkøletårnet og vandkøletårnet) og åben cirkulation (vandindtag og cirkulerende vandsystem). Lukket kredsløb anvendes hovedsageligt i kemiske anlæg med dårlig vandkvalitet, hvor der skal tilsættes ferskvand og kemikalier. Åben cirkulation er meget udbredt, men det cirkulerende vandsystem skal også genopfylde ferskvand regelmæssigt, og forkølesystemet skal også tage hensyn til sommerforholdene.

Bunden af ​​luftkøletårnet er generelt designet som 1m Φ76 rustfri stål Pall-ring (høj temperatur), 3m Φ76 forstærket polypropylen Pall-ring (stor flux), 4m Φ50 forstærket polypropylen Pall-ring.

Der er også to typer vandkøletårne: to-trins type (ingen ekstern kuldekilde, tilstrækkelig nitrogenkølet genvinding af tørt spildevand, så forkølesystemet er garanteret, men modstanden fordobles, (7 meter plus 7 meter φ50 polypropylen Pall ring) og Sektionstype (med ekstern kølekilde, 8 meter φ50 polypropylen Pall ring).

Derudover skal alle vandindtag i forkølesystemet være udstyret med filtre (normalt 6 enheder: 4 pumper, vandindtag i vandkøletårne ​​og vandindtag på fordampningssiden af ​​køleren) for at forhindre, at urenheder bringes ind i systemet. Effekten af ​​forkølesystemet testes som følger: udløbsgassen fra den nederste 4 m pakningssektion er 1 grad lavere end indløbsvandet; udløbsgassen fra den øverste 8 m pakningssektion er 1 grad højere end vandet. Generelt er et termometer indstillet i midten af ​​det luftkølede tårn (der strækker sig ind i det indre).

Oprensningssystem

Der er tre typer rensningssystemer, der anvendes i adsorberen: lodret aksial flow, vandret dobbeltseng og lodret radial flow.

Vertikal aksial strømning bruges hovedsageligt til at understøtte luftseparationsudstyr af klasse 10,000 (diameteren er nået 4,6 m), sengtykkelsen er 1550∽2300 mm, og både dobbelt- og enkeltlag kan arrangeres.

Vandrette køjesenge bruges hovedsageligt til at understøtte store og mellemstore luftseparationsanlæg. Sengens tykkelse er 1150 mm (molekylsigte) plus 350 mm (aluminiumslim).

Den lodrette radiale strømningsadsorber kan effektivt udnytte beholderens indre rum, udvide adsorptionslagsarealet med samme diameter med omkring 1,5 gange og kan effektivt reducere tårnhøjden, mens det lodrette besatte område er lille. På grund af den ensartede luftfordeling, forskellig fra den horisontale adsorber, reduceres mængden af ​​molekylsigte med 20 procent, og forbruget af vedvarende energi er også sparet med 20 procent.

Ulempen ved lodret radial flow er imidlertid den centrale koncentration (sektor) af luftstrømmen, hvilket gør den hurtigere end horisontal radial flow (CO2)< 0.5ppm).="" the="" bed="" thickness="" is="" 1000mm+200mm,="" and="" the="" vertical="" runoff="" can="" meet="" the="" configuration="" of="" air="" separation="" equipment="" above="">

Der er to typer regenerativ opvarmning: elektriske varmelegemer og dampvarmere.

Dampvarmere inkluderer vandrette (under 40,000 kvaliteter), lodrette (over 40,000 kvaliteter) og vertikale højeffektive dampvarmere (høj dampudnyttelsesgrad, 20 procent energibesparelse) Layout: damp varmelegeme (med H2O-lækagedetektionspunkt) ;Elektriske varmelegemer (dobbelt brug og en standby eller en brug og en standby) parallelt (høj temperatur og lav flow interlock stopindstilling for at forhindre udbrænding, varmerørmaterialet er 1Cr18Ni9Ti); elektrisk varmelegeme (for at imødekomme aktivering og regenerering, 250∽300 grader) og damp Varmelegemet er forbundet parallelt; elvarmeren er forbundet i serie med dampvarmeren (når damptemperaturen er lav, er regenereringsmodstanden stor).

Rensningssystemet skal også opsætte en regenereringsrørledning med drosling for at imødekomme opstartsbehovene. Indstil desuden en sikkerhedsventil på regenereringsgassiden og indstil en sikkerhedsventil på dampvarmersiden for at forhindre lækage eller overtryk på højtrykssiden af ​​udstyret eller ventilen, samt drosling overtryk.

Den regenerative strømningsvej er udstyret med en manuel sommerfugleventil til at fordele modstanden, så hovedtårnet kører stabilt (eller ikke bruges, ved hjælp af timing-justeringen af ​​hovedreguleringsventilen).

Altså varmevekslersystemet

Varmevekslersystemet er strengt designet med blandede medier, der flyder i samme varmeveksler, varmeoverførslen af ​​hvert medie er automatisk afbalanceret, og energiforbruget er lavt, men dette vil medføre, at alle varmevekslere er højtryksvarmevekslere i intern kompressionsproces, hvilket vil føre til øgede investeringer. Akkumulering, så organisationen over 20000-niveau eller høj- og lavtryks kompressionsvarmevekslershunt er mere økonomisk, og alle under 20000-niveau bruger højtryksvarmevekslerkonfiguration.

Produktet er blevet afsendt

For lavtryks-ilt- og nitrogenprodukter indstilles produktkontrolventilen og udstødningsstrømningsvejen, og udstødningsgassen kommer ind i lyddæmperen (kulstofstål til nitrogentrimning, rustfrit stål til oxygentrimning). Rådnitrogenet er indstillet til spildevandet fra vandforsyningens køletårn (rådnitrogenet har virkningen af ​​spildevandsudledning, genblanding og justering af trykket, så tårnets diameter på vandkøletårnet kan opfylde udledningskravene , især når nitrogen kan tilføres, så højtrykket i tårnet ikke undertrykkes, og vandet Køletårnets modstand 6 kpa (fyldningshøjde 8 meter), rør og ventiler 4 kpa, atmosfærisk udstødningsports trykforskel 2 kpa, en i alt 12 kpa).

For højtryksiltprodukter drosles udstødningen i to trin. Først strømmer højtryksproduktets gasdyse til 10 barG gennem den excentriske reducering, og Monel-støjreduktionspladen sættes i midten. Derefter forstørres rørets diameter med den excentriske reduktionsanordning, og iltmediets strømningshastighed kontrolleres under 10m/s. Højtryksnitrogenprodukter, nitrogenprodukterne drosles først til 10 bar, passerer gennem støjreduktionspladen i rustfrit stål og går derefter ind i gasspjældets åbning af støjreduktionstårnet, kulstofstål støjreduktionskomponenter; inde i sprængvæggen).

Lyddæmpertårnet kan også kombineres med luftkompressorsystemet, luftkompressorens tryksætning og støjreduktion (beregnet efter mængden af ​​luftkompressorer), gennem lydpottetårnet, og rensesystemets dekompressionsluft, tryksætningen og returløbet , og udledningsdelen.

Udvidelse af køleanlæg

Der er tre typer ekspandere: lavtryks-ekspandere, mediumtryk-ekspandere og flydende ekspandere.

For en bestemt type gasekspander, jo større volumenstrøm af arbejdsmediet, jo højere effektivitet. Generelt er effektiviteten af ​​en lavtryksekspander med en flowhastighed større end 8000Nm³ 85∽88 procent, og effektiviteten af ​​en flowhastighed mindre end 3000∽8000Nm³ vil være så lav som 70∽80 procent.

Mellemtryksudvidelsen bruger generelt en importeret en fremstillet i Kina (reservedele). Effektiviteten af ​​den importerede ekspander er 82∽91 procent (trykenden er mindre end 4 point) med luftvolumen over 8000Nm³/h; effektiviteten af ​​den indenlandske ekspander er 78∽87 procent (trykenden er mindre end 5 point).

Før du starter ekspanderen, skal den renses (for at fjerne urenhederne i rørsystemet og urenhederne i ekspanderens volut), og derefter indføres tætningsgassen (normalt leveret af boosterenden) og derefter cirkulationen og intern cirkulation af det eksterne oliesystem udføres. Efter at interlock testen er afsluttet, kan den startes. Efter bestået kuldetest kan den koldspændes. Koldstart kræver, at tankvarmeren starter, ikke efter normal drift. På dette tidspunkt er lejets varme og kulde blevet afbalanceret.

Essensen af ​​væskeekspanderen er at bruge højtryksvæskens trykhoved til at udføre hydraulisk arbejde (samtidig reduceres væskens entalpi, men det er langt fra gassen). Generelt kan det interne trykluftseparationsanlæg over 40,000 kvaliteter bruge en væskeekspander til at erstatte højtryks-væske-luft-drosselventilen. Fordelen er, at den flydende ekspansionsmekanisme bruges til at afkøle og udvide elproduktionen for at opnå formålet med energibesparelser, som generelt kan opnå energibesparelser på omkring 2 procent, men dens investering er titusinder af millioner af yuan.

Destillationssøjlesystem

1,5∽50000 klasse tårne ​​bruger flere sigtebakketårne, og den cirkulerende pladetårndiameter under 15000 klasse har flere fordele (væskekonvektion er længere, men produktionen er kompliceret). De fire overløbstårne ​​er domineret af mere end 30.000 kvaliteter, og energiforbruget i det pakkede tårn er lavt, men tårnhøjden bør øges med 5 meter. Luftadskillelsen af ​​mere end 50.000 grader er mere fordelagtig, især når de øvre og nedre tårne ​​er anbragt parallelt.

Pakkede kolonner bruges til øvre kolonne, rå argon kolonne og fin argon kolonne. Producenten er generelt Sulzer eller Tianda Beiyang. Den kolde kilde til det rå argontårn er generelt oxygenberiget flydende luft, og affaldsgassen kan udledes i den snavsede nitrogenrørledning, så energiforbruget er lavt, når argonsystemet stoppes. Argontårnets varmekilde er iltberiget flydende luft eller nitrogen i det nederste tårn, og den kolde kilde kan være mager flydende luft eller flydende nitrogen. Foderet kan være i væske- eller gasfase. Det skal bemærkes, at tætningskravene til pladetypen rå argon-kolonnekondensator er relativt høje, ellers vil argonproduktet være ukvalificeret.

Hovedkølingen omfatter enkeltlags, lodret dobbeltlags, vandret dobbeltlags, lodret trelags og faldende film hovedkøling (flydende ilt- og gasiltfald, med nitrogenstrøm).

Der er 6 måder at arrangere destillationskolonnesystemet på:

(1) Det lodrette arrangement af de øvre og nedre tårne ​​er et konventionelt arrangement. Højden på det nederste tårn er lav, og det er svært for den nedre tårnvæske at komme ind i det øvre tårn eller den tykke argontårnkondensator uden det nedre tårn (det kan tilfredsstille det opadgående modtryk af hele væskefasen i rørledningen, og rørdiameteren kan ikke være lille på dette tidspunkt);

(2) Vertical arrangement, regular arrangement up and down, medium height, it is difficult for the liquid to enter the column or the condenser of the crude argon column in the column adopts a stripping line to extract the liquid into the column (the outlet of the pipe meets rho nu squared >3000, rho er densiteten, nu er strømningshastigheden, indløbspositionen er 1 procent af højden af ​​fordampningsrøret, en passende smal rørdiameter er påkrævet, og væskeunderafkølingsgraden er ikke stor);

(3) Den øverste kolonne er anbragt i argon-destillationssektionen. To cirkulerende iltpumper bruges til at forbinde den øverste søjle. Den nedre højde af den øvre søjle kan løse problemet med, at væsken i den nederste søjle ikke kan trænge ind i den øvre søjle eller kondensatoren af ​​den rå argonkolonne.

(4) Den øverste søjle er arrangeret i sektioner af argonfraktioner og forbundet med en cirkulationspumpe. Den øverste del af den rå argon søjle er placeret i den øverste del af den øverste søjle, hvilket kan reducere kølebokspladsen.

(5) Tårnet er arrangeret uafhængigt og er forbundet med en cirkulationspumpe, og hovedkølingen er i toppen af ​​tårnet. Fordelen er, at hovedkølingen kan gøres stor;

(6) Det øverste tårn er selvstændigt anbragt på et koldt sted og forbundet med en cirkulationspumpe. Toppen af ​​den rå argon-søjle er placeret i den øverste del af den øverste kolonne. Fordelen er, at hovedkølingen kan gøres meget stor, ligesom køleboksens plads også kan reduceres.

Væskepumpesystem

Den vandrette pumpe er arrangeret vandret under afløbsrøret (væsken kommer ind i røret), og det er nødvendigt at indstille varmegas (installeret i pumpen, eller filter før pumpen for at forhindre urenheder i at trænge ind), tætning af luft, afløb og udstødning ventil (lavere dræn, høj udstødning) og returrør (væskeindløb), den vandrette pumpes rotationshastighed bør ikke være for høj, og det generelle tryk er under 30 barg. Den vandrette pumpe har en bedre belastning på kuldkrympelejet på grund af det vandrette layout, men højhastighedsrotorens dynamiske balance er ikke god nok.

Den lodrette pumpe anvender lejeophængsarrangementet (vandindløbsrøret er højere end afløbsrøret), som bærer en stor nedadgående trækkraft. Rotorens og akslens tyngdepunkt er rekombineret, og hastigheden kan være meget høj; generelt over 30bar, er det nødvendigt at indstille: returluften før pumpen ( Bemærk at der ikke er nogen vandret pumpe), varmegas (indstillet før pumpefilteret, højt indtag), tætningsgas, udstødningsventil (lav udstødning, høj udstødning) , kontroller om det er helt koldt under forkøling) og returrør (returvæskeindløbstrin). Lodrette pumper er generelt flertrins, og returrørledningen må ikke være nedad (flad eller skrå opad), ellers vil gassen ikke blive udledt, hvilket let vil føre til pumpekavitation. også,

Flydende oxygenpumpe Flydende nitrogenpumpe er kold standby, tætningsgastrykket i den flydende nitrogenpumpe er større end 7barG; iltpumpens tætningsgastryk er 4barG (trykket i det nederste tårn kan tilfredsstilles med nitrogen); Flydende argon fordampes og forsegles, og strømningshastigheden skal have en margin på 20 procent. Generelt styres returventilen til selve flydende argonpumpen ved trykbypass, og flowniveauet af udløbsventilen styres af dobbeltsløjfestyring.

Produktkompressionssystem

Nitrogengennemtrængning kan møde almindelig trykluft, nitrogenturbokompressor har højere tryk, og geartypen er mere energieffektiv.

Ilt komprimeres til 30 bar gennem rækken (8 trin) i henhold til trykket i en cylinder (lavt tryk) og to cylindre (højtryk og lavt tryk), generelt under 30 barg, skal indstille en tætningsgas på 5 barg ( nitrogentryk kan tilfredsstilles), og på samme tid Da iltmediet er en højtemperatur- og højtryksbrandring, er alle overstrømsdele lavet af kobberlegering, og sikkerhedsnitrogen skal opsættes, hvilket normalt betragtes af ingeniører design; penetrationsprisen for importeret ilt er relativt høj, ca. 2 gange højere end indenlandske produkter, og bruges generelt ikke. På nuværende tidspunkt anvendes iltgennemtrængning generelt, udledningstrykket er 3∽30barG, og strømningshastigheden er over 8000Nm³/h. Strømningshastigheden er imidlertid lille, og oxygenpermeabilitetseffektiviteten er lav, generelt 8000Nm³/h (55 procent)∽80000Nm³/h (68 procent).

Generelt egnet til kompressionsprocessen af ​​ilt, startende fra 3∽30 barg, men brug ofte den interne kompressionsproces af kompressoren (generelt er effektiviteten over 70 procent, der er trafikbegrænsninger, effektiviteten er mere end 10 point højere end ilt , det kan endda opveje Fordelene ved relativt mindre yderligere energitab efter kompression, men det interne kompressionstryk af stål skal øges for at undgå udsving i varmevekslersystemet) for at sammenligne og bestemme energiforbruget efter ordningen.

Hvad er de kendte virksomheder i branchen?

Hangzhou Fuyang H Gas Zhejiang Technology Co., Ltd. er beliggende i Hangzhous økonomiske og teknologiske udviklingszone, en af ​​de virksomheder, der er specialiseret i forskning, udvikling, produktion og drift af industrielt gasudstyr. Virksomheden har et forsknings- og udviklingscenter, et produktions- og marketingservicecenter og højt fagligt og teknisk personale. Giv kunderne teknisk rådgivning, programdesign, produktfremstilling, personaleuddannelse, installation, idriftsættelse og andre tjenester.