Gaisa atdalīšanas vienība (ASU): darba princips un lietojumi

 

Tā kā rūpniecības attīstība turpina virzīties uz priekšu, gaisa atdalīšanas vienība (ASU) ir kļuvusi par neaizstājamu galveno aprīkojumu, kam ir kritiska loma pieaugošajā pieprasījumā pēc augstas tīrības pakāpes rūpnieciskām gāzēm dažādās nozarēs. Efektīvi sadalot atmosfēras gaisu tā sastāvdaļās, kas ir visizcili slāpeklis, skābeklis, argons un citi reti sastopami gāzi, kas nodrošina ticamus, rentablus risinājumus liela mēroga gāzes ražošanai. Šis raksts iedziļinās ASUS tehniskajos principos, strukturālajos komponentos un dažādos pielietojumos, balstoties uz kriogēno inženierijas un rūpnieciskās gāzes sistēmas dizaina kompetenci


 

 

 

Kas ir gaisa atdalīšanas vienība?

TādsGaisa atdalīšanas vienība (ASU)ir sarežģīta rūpniecības sistēma, kas paredzēta atmosfēras gaisā frakcionētai primārajās komponentos, izmantojot kriogēnus procesus. Parasti, kas satur gaisa kompresorus, attīrīšanas sistēmas, siltummaiņus, kriogēnos dzesēšanas moduļus un destilācijas kolonnas, ASUS izmanto atšķirības gāzu viršanas punktos, lai sasniegtu augstas iztikas atdalīšanu. Šī tehnoloģija tiek plaši izmantota nozarēs, kurai nepieciešama slāpekļa (n₂), skābekļa (O₂), argona (AR) un mikro gāzu, piemēram, neona (NE) vai Hēlija (HE), piegāde, nodrošinot stabilu gāzu piegādi ar tīrības līmeni, kas bieži pārsniedz 99,5%.

 

Kā darbojas gaisa atdalīšanas vienība?

Uz ASU pamatprincips ir atkarīgs nokriogēna frakcionēta destilācija, daudzpakāpju process, kas gaisu pārvērš šķidrā stāvoklī pirms komponentu atdalīšanas. Šeit ir detalizēts darbības posmu sadalījums:

 

1. Kompresija

Atmosfēras gaiss vispirms tiek ievilkts sistēmā un saspiests līdz spiedienam no 5 līdz 10 joslu mērierīci. Šis solis palielina gaisa blīvumu, veicinot efektīvu dzesēšanu un sašķidrināšanu turpmākajos posmos, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu.

 

2. attīrīšana

Saspiestais gaiss notiek stingra attīrīšana, lai noņemtu piemaisījumus, piemēram, mitrumu, oglekļa dioksīdu (CO₂) un ogļūdeņražus. Šie piesārņotāji tiek izvadīti, izmantojot molekulāros sietus vai adsorberus, lai novērstu sasalšanu un bloķēšanu kriogēnos komponentos, nodrošinot atdalīšanas procesa integritāti un galīgo gāzu tīrību.

 

3. Kriogēnā dzesēšana

Pēc tam attīrītu gaisu atdzesē līdz kriogēnām temperatūrām (-160 pakāpe līdz -200 grādam), izmantojot siltummaiņu tīklu un saldēšanas ciklu. Šis process pakāpeniski kondensē gaisu šķidrā gaisā, kas ir būtisks priekšnoteikums destilācijas balstītai atdalīšanai.

 

4. Frakcionēta destilācija

Stixefied gaiss tiek ievadīts vairāku kolonnu destilācijas sistēmā:

 

Zema spiediena kolonna: Šķidrs gaiss atdala skābeklim bagātam šķidrumam (viršanas punkts: -183 grāds) un ar slāpekli bagātu tvaiku (viršanas temperatūra: -196 pakāpe).

Augstspiediena kolonna (ja piemērojams): Tālāk precizē slāpekli vai ražo argonu (viršanas punkts: -186 grāds) kā blakusproduktu.
Kad šķidrums paceļas kolonnās, komponenti iztvaiko attiecīgajos viršanas punktos. Piemēram, slāpeklis vispirms iztvaiko un paceļas līdz kolonnas augšdaļai, bet šķidrs skābeklis savāc apakšā. Argons, atdalot, parasti tiek iegūts no starpposma sekcijām.

 

5. Gāzes savākšana un izplatīšana

Atdalītās gāzes tiek glabātas vai nu spiediena tvertnēs (gāzveida produktiem), vai arī kriogēnās tvertnēs (šķidriem produktiem) pirms transportēšanas uz galalietotājiem. Izplatīšanas metodes ietver cauruļvadu tīklus, tankkuģus vai piegādi uz vietas, kas pielāgoti katras nozares īpašajām tīrības un apjoma prasībām.

 

Gaisa atdalīšanas vienību galvenie pielietojumi

 

1. Veselības aprūpes un dzīvības zinātnes

Medicīniskais skābeklis: Kritiski slimnīcu ventilācijas sistēmām, anestēzijai un neatliekamās palīdzības gadījumā, kurai ir nepieciešams tīrības līmenis 99,5% vai augstāks.

Laboratorijas gāzes: Augstas tīrības pakāpes slāpeklis un argons analītiskiem instrumentiem (piemēram, gāzu hromatogrāfiem) un biofarmaceitiskā ražošana.

 

2. Rūpnieciskā ražošana

Metalurģija: Skābekļa bagātināšana tērauda ražošanā, lai uzlabotu krāsns efektivitāti; Slāpeklis metāla atkvēlināšanai un metināšanas ekranēšanai.

Pusvadītāji: Ultra-augstas tīrības slāpeklis (99,999%) un argons tīras telpas videi un pusvadītāju izgatavošanas procesiem.

Ķīmiskā ražošana: Skābeklis kā reaģents amonjaka un metanola sintēzē; Slāpeklis uzliesmojošiem šķīdinātājiem.

 

3. Enerģijas un vides tehnoloģijas

Enerģijas ražošana: Skābekļa izpūstas sadedzināšana augos, kas darbināmi ar oglēm, lai samazinātu emisijas; Slāpeklis turbīnu uzturēšanai un ugunsdzēsības nomākšanai.

Atjaunojamā enerģija: Ūdeņraža (H₂) un metāna (ch₄) kriogēnā uzglabāšana enerģijas režģiem; Skābeklis degvielas šūnu ražošanai.

 

4. Pārtikas un dzērienu rūpniecība

Slāpekļa iepakojums: Paplašina glabāšanas laiku, pārvietojot skābekli pārtikas traukos, novēršot sabojāšanos un mikrobu augšanu.

Alus darīšana un dzērienu gāzēšana: Augstas tīrības pakāpes CO₂ (bieži iegūst no ASU blakusproduktiem) gāzētiem dzērieniem un alus muciņu sistēmām.

 

Newtek uzlabotie ASU risinājumi

Ar vairāk nekā 20 gadu kompetenci kriogēnās sistēmas projektēšanā,Jaunkundzestāv ASU inovācijas priekšgalā. Mūsu iespējas aptver visu projekta dzīves ciklu, sākot no konceptuālā dizaina līdz pilnveidošanai, nodrošinot saskaņošanu ar starptautiskajiem standartiem (piemēram, ISO 13485, ASME BPVC).

 

Pamatkompetences:

Modulārs ASU dizains: Saliekamās konteinerizētās sistēmas ātrai izvietošanai, ar uzlabotiem cietlodētiem alumīnija siltummaiņiem un kompaktajām destilācijas kolonnām.

Energoefektīvi risinājumi: Turbo-expander un atkritumu siltuma atjaunošanas sistēmu integrācija, lai samazinātu īpašu enerģijas patēriņu līdz 15%, salīdzinot ar tradicionālajiem dizainparaugiem.

Kriogēnās cauruļvadu sistēmas: Pielāgotas inženierijas vakuuma izolētas cauruļvadi (VIP) un cauruļu sistēmas, lai iegūtu minimālus siltuma zudumus šķidras gāzes transportēšanas laikā.

 

Ievērojamie projekti:

Modulārā ASU Dienvidaustrumu Āzijas rafinēšanas rūpnīcai: Piegādāts 500 T/D skābekļa ASU ar ātru dzesēšanas tehnoloģiju, sasniedzot 99,6% O₂ tīrību un 98% slāpekļa atjaunošanos.

Kriogēno cauruļvadu tīkls Eiropas tērauda dzirnavām: Uzstādīts 2 km vakuuma izolētā cauruļvadu sistēmā Polijā, samazinot šķidru skābekļa vārīšanas zaudējumus līdz<0.1% per day.

Argona atgūšanas vienība Austrālijas raktuvēm: Izstrādāta patstāvīga argona kolonna, lai iegūtu 99,99% Pure AR no esošā ASU, uzlabojot kalnrūpniecības klienta blakusprodukta vērtību.

Secinājums

Gaisa atdalīšanas iekārtair mūsdienīgu rūpnieciskās gāzes piegādes mugurkauls, kas ļauj efektīvi, liela mēroga kritisko gāzu ražošanā, vienlaikus atbalstot ilgtspējības mērķus, izmantojot enerģijas optimizāciju un zemas emisijas operācijas. Tā kā nozares arvien vairāk prasa augstāku tīrību un gudrāku gāzes pārvaldību, uzlabotās ASU tehnoloģijas, piemēram, modulāras konstrukcijas un hibrīda atdalīšanas procesi, turpinās virzīt jauninājumus.

 

Lai iegūtu pielāgotus ASU risinājumus, kas pielāgoti jūsu operatīvajām vajadzībām, sazinieties ar NewTek. Mūsu kriogēno speciālistu komanda ir apņēmusies nodrošināt progresīvas sistēmas, kas līdzsvaro veiktspēju, uzticamību un rentabilitāti.

 

Apmeklējiet NewTek ASU risinājumus, lai izpētītu visu mūsu rūpniecisko gāzes risinājumu klāstu.