Jednostka separacji powietrza

Co to jest jednostka separacji powietrza?

 

Jednostka separacji powietrza to obiekt przemysłowy. Działa najpierw poprzez chłodzenie i upłynnienie powietrza. Następnie, wykorzystując destylację kriogeniczną w oparciu o różne temperatury wrzenia gazów w powietrzu, oddziela atmosferę na główne składniki, w tym głównie tlen, azot i argon. Wyprodukowane czyste gazy są szeroko stosowane w polach przemysłowych i medycznych. Proces jest energia - intensywna i opiera się na komponentach, takich jak sprężarki, kolumny destylacyjne i siatki molekularne. Ponadto ASU może oddzielić atmosferę na swoje pierwotne składniki, takie jak azot, tlen, a czasem argon i inne rzadkie gazy, zwykle składające się z elementów, w tym sprężarki powietrza, systemów oczyszczania powietrza, wymienników ciepła, kriogenicznych systemów chłodzenia i kolumn destylacji.

Metody separacji powietrza

NewTek zapewnia cięcie - Edge Gas Solutions

Kryogeniczna destylacja

Kryogeniczna destylacja najpierw ochładza powietrze do upłynnienia, a następnie selektywnie oddziela swoje składniki na podstawie różnic w temperaturze wrzenia poprzez destylację. Powoduje to wysoki poziom -, ale zużywa dużo energii. System wymaga ściśle zintegrowanych wymienników ciepła i kolumn separacji w celu utrzymania wydajności, a energia chłodnictwa pochodzi ze sprężarki powietrza wlotowego.
Aby osiągnąć niskie temperatury, rośliny separacji powietrza wykorzystują dwa cykle chłodnicze: wykorzystanie dłżeniania izotermicznego za pośrednictwem urządzenia dławiącego lub rozszerzenia izentropowego przez ekspander. Sprzęt kriogeniczny musi być umieszczony w „zimnym pudełku” (izolowana obudowa), aby zminimalizować straty chłodzenia.

 

Inne metody separacji powietrza

●Technologia rozdzielenia błon: niskie zużycie energii i elastyczne parametry. Pokój - Membrany polimerowe temperatury wytwarzają 25% - 50% tlen - wzbogacone powietrze; Membrany ceramiczne (ITM i OTM) wymagają temperatur 800 - stopnia i mogą wytwarzać wysoki - tlen czystości przekraczający 90%. Można je wykorzystać do wytwarzania tlenu - zubożonego lub azotu - w wzbogaconym gazie dla zbiorników paliwa pasażerskiego samolotu w celu zmniejszenia ryzyka, a także może zapewnić powietrze wzbogacone w tlen dla pilotów o wysokiej wysokości samolotu.

●Adsorpcja huśtawki ciśnieniowej (PSA): Działając w temperaturze pokojowej i nie wymagając upłynnienia, PSA używa zeolitu („gąbka molekularna”) dla adsorpcji ciśnienia - i zmniejszonej - desorpcji ciśnienia w celu oddzielenia tlenu i azotu. Ta kompaktowa sprężarka może być stosowana do produkcji przenośnych koncentratorów tlenu medycznego. Adsorpcja huśtania ciśnienia próżniowego (VPSA) jest podobna, przy czym tylko gaz docelowy jest desorbowany przy ciśnieniu subatmosferycznym

Zdobądź bezpłatną wycenę!

 

Zasada pracy jednostki separacji powietrza (ASU)

Chociaż jednostki separacji powietrza mogą wykorzystywać różne technologie, takie jak separacja błony i adsorpcja huśtawki ciśnieniowej, frakcjonowanie kriogeniczne (destylacja) pozostaje głównym nurtem technologii osiągnięcia wydajnego, wysokiego separacji czystości. Jego typowy proces działania jest podzielony na cztery kluczowe etapy:

 

 

Stopień kompresji

Atmosferyczne powietrze jest najpierw wciągane do ASU, a następnie wchodzi do systemu sprężarki Stage Multi - do ciśnienia. Podstawowym celem tego etapu jest zwiększenie ciśnienia powietrza, zmniejszając w ten sposób zużycie energii i poprawiając wydajność w późniejszych procesach chłodzenia i separacji. Ciśnienie powietrza jest zwykle kontrolowane w zakresie 5-10 bargu, co stanowi podstawę dla kolejnych procesów.

 

Etap oczyszczania

Powietrze pod ciśnieniem najpierw przechodzi przez system oczyszczania, aby usunąć zanieczyszczenia, głównie wilgoć, dwutlenek węgla i śladowe ilości oleju, pyłu i innych zanieczyszczeń. Ten krok jest kluczowy: zapewnia wysoką czystość ostatecznego gazu produkcyjnego, spełniające wymagania zastosowań przemysłowych i medycznych; Zapobiega również zamrażaniu zanieczyszczeń lub gromadzeniu się w kolejnym środowisku temperaturowym niskim -, zapobiegając blokowaniu wymienników ciepła, rurociągów i innych urządzeń, zapewniając w ten sposób stabilne działanie urządzenia.

 

Etap chłodzenia

Oczyszczone sprężone powietrze wchodzi do układu chłodzenia składającego się z wymiennika ciepła i cyklu chłodzenia (takiego jak cykle Linde lub Kraut), gdzie jest stopniowo chłodzone do niskiej temperatury. Ponieważ frakcjonowanie kriogeniczne opiera się na różnicach w temperaturach wrzenia między składnikami gazowymi, proces chłodzenia obniża powietrze do temperatury upłynnienia, przekształcając powietrze gazowe w powietrze ciekłe, przygotowując je do kolejnego rozdziału destylacji.

 

Etap separacji

Liksing Air jest podawany w pojedynczej wieży destylacji scenicznej - lub multi-, gdzie jego komponenty są oddzielone przez destylację ułamkową. Różnice w temperaturze wrzenia między gazami są kluczowe dla separacji: azot, z najniższą temperaturą wrzenia, odparowuje i wznosi się z ciekłego powietrza, zbierane na szczycie wieży. Tlen, o wyższej temperaturze wrzenia, pozostaje na dnie wieży i jest wypisywany jako ciecz lub gaz. Jeśli argon wymaga rozdzielenia, ponieważ jego temperatura wrzenia leży między azotem a tlenem, można go ekstrahować ze środka wieży przez wyspecjalizowany odcinek destylacji.

Proces działania jednostki separacji powietrza (ASU) i elementy podstawowe

 

Sprężone powietrze ze sprężarki powietrza jest najpierw chłodzone przez system chłodzenia przed powietrzem - przed usunięciem przez siatki molekularne w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak wilgoć, dwutlenek węgla i węglowodory. Oczyszczone powietrze jest następnie podzielone na dwie ścieżki: jedna jest wysyłana bezpośrednio do górnej kolumny wieży destylacyjnej, podczas gdy drugie jest rozszerzone i ochładzane przez ekspandera przed wysłaniem do dolnej kolumny. W wieży destylacyjnej rosnąca pary i spadająca ciecz ulegają wymianie ciepła i separacji, ostatecznie wytwarzając wysoki - azot czystości u góry górnej kolumny i wysoki - tlen na dole.
 

● System kompresji:

Obejmujący filtr wlotowy powietrza (do filtrowania pyłu), sprężarkę powietrza (w celu ciśnienia powietrza), chłodnica międzypresorowa powietrza (w celu zmniejszenia temperatury i utrzymania wydajności) oraz tłumik wentylacyjny sprężarki powietrza (w celu zmniejszenia hałasu).

● Pre - System chłodzenia:
Zawierająca wieżę chłodzącą -, wieżę chłodzącej powietrza - (w celu wymiany ciepła i obniżenia temperatury), pompę wodną (w celu zapewnienia wody chłodzącej) oraz chłodnicą (w celu głębokiego chłodzenia).

● System oczyszczania:
Rdzeniem jest adsorber sita molekularnego (w celu usunięcia zanieczyszczeń) w połączeniu z tłumikiem odpowietrzającym azotem (w celu zmniejszenia hałasu spalin).

● System wymiany ciepła:

Obejmuje główny wymiennik ciepła (do wymiany ciepła między powietrzem a niskim - gazem temperaturowym w celu zmniejszenia temperatury) i subcooler (do chłodzenia płynnych produktów w celu zmniejszenia strat odparowy).

● System destylacji:
Obejmuje wieżę destylacyjną (dla gazu - separacja kontaktowa cieczy) i parownik skraplacza - (do utrzymania cyklu destylacji).

● System dostarczania produktu:

Obejmujący stactwo regulacji ciśnienia (do regulacji ciśnienia) i stacji pomiarowej (do pomiaru przepływu).

● System tworzenia kopii zapasowych do przechowywania cieczy:

Zawiera ciekłe zbiorniki magazynowe (do magazynowania ciekłego tlenu i ciekłego azotu), zbiorniki magazynowe gazu (do buforowania produktów gazowych) oraz wyparkę cieczy (dla cieczy awaryjnej - do - konwersja gazu).

Zastosowania jednostek separacji powietrza

 

 

 

 

 

Medical Healthcare
 

Produkcja przemysłowa
 

Jedzenie i napoje
 

Produkcja energii

 

Jednostka separacji powietrza w procesie gazów przemysłowych

Powietrze składa się przede wszystkim z azotu (około 78,1%), tlenu (około 20,9%), argonu (około 0,9%) i niewielkich ilości innych gazów. Obecnie najczęściej stosowaną metodą separacji powietrza w przemyśle jest separacja kriogeniczna, znana również jako destylacja kriogeniczna. Zasadniczo wymaga to upłynnienia gazu, zwykle stosowania metod mechanicznych, takich jak rozszerzenie dławiania lub rozszerzenie adiabatyczne. Powietrze jest najpierw sprężane i chłodzone, a następnie destylowane przy użyciu różnic w temperaturze wrzenia między gazami w celu ich oddzielenia.

Kluczowe węzły i funkcje przepływu procesu

● zasilać przepływ powietrza

Podstawowy parametr wejściowy (mierzony w NM³/H), który bezpośrednio określa skalę produkcji/pojemności ASU (np. 68 500 nm³/h dla średnio - ASU w ramach normalnej operacji).

Nieprawidłowości: nagły zwiększa sprężarki przeciążenia (wyższe zużycie/zużycie energii) i zakłócać oczyszczanie/chłodzenie/destylacja (niezrównoważony gaz - ciecz/termodynamika, niższa wydajność/wydajność); Zbyt niski przepływ zmniejsza wykorzystanie sprzętu i podnosi koszty jednostkowe.

● Sprężone przepływ powietrza

Zmiany szybkości przepływu Post - kompresja; Przepływ wylotowy musi dopasować proces systemowy, zapewnić wystarczające ciśnienie do operacji kriogenicznych/destylacji i zachować stabilność.

Kontrola: Dostosuj prędkość otwierania lub sprężarki przewodnika na wlocie, aby uzyskać precyzyjną kontrolę przepływu/ciśnienia.

Ryzyko: nadciśnienie powoduje zagrożenia sprzętu; niewystarczające limity ciśnienia upłynnienie/separacja; Niestabilny przepływ upośledza adsorpcję sita molekularnego (nieodpowiednie usuwanie zanieczyszczeń).

● Oczyszczone natężenie przepływu powietrza

Krytyczne dla rozdziału kriogenicznego po usunięciu wilgoci/CO₂/Węglowodory przez suszarki powietrzne; wymaga stabilności i zgodności z projektem.

Wpływ: Nieprawidłowe przepływ niezrównoważone frakcjonujące współczynnik cieczy - (np. Nadmierne prędkości przepływu w górę wznoszenia gazu, skracanie czasu kontaktu/wydajności i czystości produktu); Ponad - standardowe zanieczyszczenia powodują oblodzenie/zatkanie sprzętu kriogenicznego.

● Gazowe - prędkości przepływu cieczy w wieżach destylacyjnych

Gazowa - Szybkość przepływu fazowego: Klucz dla wydajności (np. Początkowa destylacja w podwójnej - dolna wieża wytwarza rosnącą ciecz azotu/malejącego tlenu - bogatą ciecz). Odpowiedni przepływ zapewnia wystarczającą ilość gazu - Contact Contact (ciepło/wymiana masy); Nadmiar powoduje powódź wieżową (akumulacja cieczy, zakłócona destylacja) i niską wydajność separacji.

Ciekła - Szybkość przepływu fazowego: przeciwnik z gazem; Flow (np. Dłosowany tlen - bogata ciecz od dolnej wieży do górnej wieży) musi pasować do przepływu gazu. Nadmiar powodzi wież; Niedostateczność zmniejsza mycie nieczystości (zła czystość); Niestabilny przepływ upośledza kondensator - wymiana ciepła parownika (wpływa na bilans energetyczny/separację).

● Produktowe prędkości przepływu gazu i odpadów

Produkt przepływ tlenu: kontrolowany przez potrzeby użytkownika (np. Wysoki przepływ do tworzenia stali, wysoka czystość do użytku medycznego); dostosowane za pomocą parametrów destylacji (stosunek refluksu, temperatura, ciśnienie). Fluktuacje wpływają na produkcję (np. Niestabilna wydajność/jakość tworzenia stali).

Produkt przepływ azotu: precyzyjnie kontrolowany (przez destylację gazu cieczowego -, ciekłonkowy azot refluksowy) dla chemikaliów/elektroniki (np. Stable High - azot czystości jako gaz osłony chipów); Odchylenia powodują utlenianie.

Przepływ gazu odpadowego: zawiera niezbędne gazy; Po chłodzeniu Expander część regeneruje chłodne siatki molekularne, pozostałe otwory wentylacyjne. Nadmiar wskazuje na niską wydajność separacji (zmarnowany gaz, wysoka energia) i słabą regenerację sit (zmniejszona adsorpcja/stabilność).

Metody kontroli przepływu i regulacji

● Regulacja zaworów

Zawór przepustnicy: Zawór przepustnicy jest powszechnie używanym urządzeniem kontroli przepływu, które kontroluje przepływ poprzez zmianę otwierania zaworu w celu zmiany powierzchni przepływu płynu. W jednostkach separacji powietrza zawory przepustnicy są często używane do kontrolowania przepływu powietrza zasilającego, sprężonego powietrza oraz składników gazu i cieczy w każdej kolumnie. Na przykład przed wejściem powietrza do kolumny destylacyjnej zawór przepustnicy można użyć do dostosowania natężenia przepływu w celu spełnienia wymagań zasilających kolumnę destylacyjną. Podczas gdy zawory przepustnicy oferują zalety, takie jak prosta struktura i łatwość działania, generują również pewien spadek ciśnienia podczas procesu regulacji, co powoduje utratę energii.

Zawór regulacyjny: Zawór regulacyjny jest zwykle używany w połączeniu z automatycznym systemem sterowania do automatycznego dostosowania otwierania zaworu zgodnie z ustawionym natężeniem przepływu. Zawory regulacyjne są często instalowane w kluczowych punktach sterowania przepływem w jednostkach separacji powietrza, takich jak rurociągi wyjściowe dla tlenu produktu i azotu. Na podstawie danych przepływu czasu - kontroler automatycznie dostosowuje otwór zaworu, aby utrzymać natężenie przepływu w zakresie zestawu. W porównaniu z zaworami przepustnicy zawory regulacyjne oferują wyższą dokładność regulacji i szybszą reakcję, dzięki czemu są bardziej dostosowująco do różnych warunków pracy podczas pracy jednostkowej.

● Regulacja sprężarki

Dostosowanie łopatki na wlot: dla sprężarki powietrza odśrodkowego, objętość powietrza wlotowego można zmieniać poprzez regulację kąta łopatek wlotowych, kontrolując w ten sposób prędkość przepływu powietrza sprężonego. Aby zwiększyć natężenie przepływu powietrza sprężonego, otwieranie łopatki na wlotu jest zwiększone, aby umożliwić więcej powietrza wejść do sprężarki; I odwrotnie, otwieranie łopatki na wlot jest zmniejszone w celu zmniejszenia objętości powietrza wlotowego. Dostosowanie łopatki na wlotu oferuje zalety szerokiego zakresu korekt i stosunkowo minimalnego zużycia energii podczas korekt. Zapewnia to, że prędkość przepływu sprężonego powietrza spełnia wymagania procesu przy jednoczesnym utrzymaniu wydajnego działania sprężarki.

Regulacja prędkości: Szybkość przepływu można również regulować, zmieniając prędkość sprężarki. Korzystając z technologii regulacji prędkości częstotliwości, prędkość sprężarki można elastycznie regulować w oparciu o rzeczywiste wymagania dotyczące przepływu. Gdy urządzenie wymaga niższej prędkości przepływu powietrza sprężonego, prędkość sprężarki jest zmniejszona; Gdy wymagana jest wyższa natężenie przepływu, prędkość jest zwiększona. Regulacja prędkości oferuje szybki czas reakcji i może szybko dostosować się do zmian w procesie przepływu, ale stawia wysokie wymagania na systemie silnika i sterowania.

● Regulacja refluksu

Regulacja refluksu jest powszechną metodą kontroli przepływu w jednostkach separacji powietrza. Na przykład w kolumnie destylacji stosunek cieczy gazu - w kolumnie jest kontrolowany poprzez regulację natężenia przepływu refluksu, wpływając w ten sposób na wydajność destylacji i szybkość przepływu produktu. Aby poprawić czystość produktu, szybkość przepływu refluksu można zwiększyć, aby umożliwić sekcję destylacji w kolumnie w celu skuteczniejszego oddzielenia zanieczyszczeń od gazu. Aby zwiększyć wydajność produktu, szybkość przepływu refluksu można zmniejszyć. Regulacja refluksu musi być stosowana w połączeniu z innymi metodami kontroli przepływu, aby zapewnić stabilne działanie kolumny destylacji w różnych warunkach pracy.

Monitorowanie przepływu i zapewnienie bezpieczeństwa

● System monitorowania przepływu

Aby dokładnie monitorować przepływ w kluczowych punktach ASU, zwykle przyjmuje się zaawansowany system monitorowania przepływu, złożony głównie z czujników przepływu, obwodów transmisji sygnałów oraz instrumentów wyświetlania i sterowania.

●Czujniki przepływu:

Flowmetry płytki otworu: zmierzyć przepływ poprzez różnicę ciśnienia od płynu przechodzącego przez otwór; Prosty, niski koszt -, ale ograniczona dokładność.

Flowmetry wiru: wykryć częstotliwość wiru z płynu przechodzącego przez generator wiru; Wysoka dokładność, szeroki zakres pomiaru.

Flowmetry masy: bezpośrednio mierz przepływ masy płynu, niezmienione przez zmiany temperatury/ciśnienia/gęstości; Ultra - Wysoka dokładność, idealna do pomiaru przepływu gazu produktu.

● Kontrola transmisji i wyświetlania sygnału:

Czujniki przepływu konwertują sygnały przepływu na sygnały elektryczne/cyfrowe, przesyłane na instrumenty wyświetlane i sterujące. Instrumenty te pokazują prawdziwy przepływ czasu - W każdym punkcie, wyzwala się alarmy, jeśli przepływ przekracza zakres zestawów i łączą się z systemem automatyzacji w celu automatycznego regulacji przepływu.

●Środki bezpieczeństwa

Nieprawidłowe fluktuacje przepływu w ASUS mogą powodować zagrożenie bezpieczeństwa, wymagające skutecznych środków bezpieczeństwa:

Alarmy i blokady przepływu:
System monitorowania ma górne/dolne granice alarmu; Alarmy słyszalne/wizualne aktywują się, gdy przepływ jest poza zasięgiem. Urządzenia blokujące zapobiegają poważnym wypadkom: np. Auto - wyłączenie sprężarek powietrza, jeśli przepływ powietrza zasila jest zbyt niski (aby uniknąć uszkodzenia sprzętu) lub automatycznie - regulacja otworów zaworu/wyłączenie określonego sprzętu, jeśli produkt o₂/n₂ przepływ Fluktuuje się nienormalnie.

Konserwacja i opieka sprzętu:
Regularnie utrzymuj sprzęt do monitorowania przepływu, urządzeń sterujących i całego ASU: Sprawdź czujniki przepływu pod kątem zablokowania/uszkodzenia (szybkie/wymienne), zawory sprawdzania/debugowania (zapewnij elastyczność/niezawodność) oraz sprawdź kluczowe urządzenia (np. Sprężarki) pod kątem stabilnej wydajności. Zmniejsza to nieprawidłowości przepływu z awarii sprzętu i poprawia bezpieczeństwo operacyjne.

Zalecane parametry przepływu dla jednostek separacji powietrza o różnych skalach

●Mały - Asus

Nadaje się do scenariuszy o niskim zapotrzebowaniu na gaz, takich jak laboratoria i małe fabryki.

Core Parameters: Process air flow rate 50-500 Nm³/h; product oxygen flow rate 10-200 Nm³/h (purity >99.5%), product nitrogen flow rate 20-300 Nm³/h (purity >99.9%).​

Charakterystyka: Dokładnie kontroluj natężenie przepływu każdego komponentu, aby zapewnić stabilne zasilanie wysokiego - gazu czystości dla małej produkcji lub eksperymentów w skali -.

●Medium - skala ASUS

Powszechnie służą ogólnym przedsiębiorstwom przemysłowym w celu zaspokojenia regularnego zapotrzebowania na gaz.

Parametry podstawowe: przetwarzanie prędkości przepływu powietrza 3000-20 000 nm³/h; prędkość przepływu tlenu produktu 1000-10 000 nm³/h (czystość ≈99,6%), prędkość przepływu azotu produktu 1 500-15 000 nm³/h (czystość do 99,99%).

Charakterystyka: Wyższe wymagania dotyczące kontroli przepływu w kluczowych węzłach (np. Powietrze zasilające, sprężone powietrze, gaz - przepływ cieczy w wieżach destylacyjnych); Polegaj na zaawansowanych zautomatyzowanych systemach i precyzyjnych urządzeniach, aby zapewnić wydajną, stabilną pracę i jakość produktu.

●Duża - Asus

Używane w dużych scenariuszach produkcji przemysłowej -, takich jak duże stalowe młyny i rośliny chemiczne.

Parametry rdzenia: Przetwarzanie przepływu powietrza powyżej 50 000 nm³/h (niektóre przekraczają 100 000 nm³/h, np. ASU w dużym stalowym konglomeratowi osiąga 80 000 nm³/h); Produkt prędkości przepływu tlenu 30 000-50 000 nm³/h (spełnia surowe wymagania dotyczące czystości w zakresie tworzenia stali), prędkość przepływu azotu azotu 40 000-60 000 nm³/h.

Charakterystyka: Wysoka trudność w kontroli przepływu; Wymagaj bardziej zaawansowanych i niezawodnych technologii monitorowania i regulacji, aby zapewnić stabilne i wydajne działanie pod wysokim obciążeniem, zapewniając ciągłe wysokie - gazu dla dużej produkcji skali -.

Jako jeden z najbardziej profesjonalnych producentów i dostawców separacji powietrza w Chinach, ciepło witamy Cię w hurtowej jednostce separacji powietrza o wysokiej czystości z naszej fabryki. Wszystkie produkty wykonane na zamówienie mają wysokiej jakości i konkurencyjną cenę.