Εγκατάσταση ιατρικού οξυγόνου ASU Air Gas Separation Plant

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Το Industrial Purity Nitrogen Plant συνδυάζει συμπίεση αέρα, καθαρισμό προσρόφησης και κρυογονική απόσταξη. Παράγουν άζωτο έως και 99,999 τοις εκατό καθαρότητας.

Τα συστήματα παραγωγής αζώτου είναι ασφαλή, αξιόπιστα και εύκολα τόσο στη λειτουργία όσο και στη συντήρηση. Υπάρχουν πολλές επιλογές, ανάλογα με τις ανάγκες του πελάτη. Για παράδειγμα, μπορεί να περιλαμβάνουν έναν εξατμιστήρα αναμονής και μια συσκευή αποθήκευσης για τη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της αξιοπιστίας ή μια συσκευή συμπαραγωγής υγρών για τη συμπλήρωση της συσκευής αποθήκευσης υγρών σε αναμονή. Ομοίως, το σύστημα παραγωγής αζώτου μπορεί να βελτιστοποιήσει τις κεφαλαιουχικές δαπάνες (capex) και τις λειτουργικές δαπάνες (OPEX) σύμφωνα με τις απαιτήσεις των πελατών. Αυτός ο εξοπλισμός είναι πλήρως συσκευασμένος για γρήγορη εγκατάσταση.

1. Εργοστάσιο οξυγόνου

2. Επαγωγή ASU: Ο εξοπλισμός διαχωρισμού αέρα διαχωρίζει τον αέρα από την ατμόσφαιρα στα κύρια συστατικά του, συνήθως άζωτο και οξυγόνο, και μερικές φορές αργό και άλλα σπάνια και αδρανή αέρια.

3. Διαδικασία παραγωγής:

Για να επιτευχθούν χαμηλές θερμοκρασίες απόσταξης, η μονάδα διαχωρισμού αέρα απαιτεί έναν κύκλο ψύξης που λειτουργεί μέσω του φαινομένου Joule-Thomson και ο ψυκτικός εξοπλισμός πρέπει να φυλάσσεται μέσα σε ένα μονωτικό περίβλημα (συχνά αναφέρεται ως "κρύο κουτί"). Η ψύξη του αερίου απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας για να λειτουργήσει αυτός ο κύκλος ψύξης και παρέχεται από τον αεροσυμπιεστή. Οι σύγχρονες ASU χρησιμοποιούν τουρμπίνες επέκτασης για ψύξη. η έξοδος του διαστολέα βοηθά στην κίνηση του συμπιεστή αέρα, γεγονός που αυξάνει την απόδοση. Η διαδικασία περιλαμβάνει τα ακόλουθα κύρια βήματα

Ενα είδος. Πριν από τη συμπίεση, ο αέρας φιλτράρεται εκ των προτέρων για να αφαιρεθεί η σκόνη.

σι. Ο αέρας συμπιέζεται και η τελική πίεση παροχής καθορίζεται από τον ρυθμό ανάκτησης του προϊόντος και τη ρευστή κατάσταση (αέριο ή υγρό). Τα τυπικά εύρη πίεσης είναι μεταξύ 5 και 10 bar μανόμετρο. Η ροή του αέρα μπορεί επίσης να συμπιεστεί σε διαφορετικές πιέσεις για να αυξηθεί η απόδοση του ASU. Κατά τη διαδικασία συμπίεσης, το νερό συμπυκνώνεται στο ενδιάμεσο ψυγείο.

Γ. Ο αέρας διεργασίας διέρχεται τυπικά μέσω μιας κλίνης μοριακού κόσκινου για την απομάκρυνση τυχόν υπολειμματικών υδρατμών και διοξειδίου του άνθρακα, που μπορεί να παγώσει και να φράξει τον κρυογονικό εξοπλισμό. Τα μοριακά κόσκινα είναι γενικά σχεδιασμένα για να απομακρύνουν τυχόν αέριους υδρογονάνθρακες από τον αέρα, καθώς αυτοί μπορεί να αποτελέσουν πρόβλημα σε επακόλουθες αποστάξεις αέρα, οδηγώντας ενδεχομένως σε εκρήξεις. Η κλίνη μοριακού κόσκινου πρέπει να αναγεννηθεί. Αυτό γίνεται με την εγκατάσταση πολλαπλών μονάδων που λειτουργούν σε εναλλασσόμενη λειτουργία και με τη χρήση αερίου ξηρής συμπαραγωγής για την εκρόφηση του νερού.

ρε. Ο αέρας διεργασίας διέρχεται μέσω ενός ενσωματωμένου εναλλάκτη θερμότητας (συνήθως εναλλάκτη θερμότητας με πτερύγια πλάκας) και ψύχεται έναντι ενός ρεύματος προϊόντος (και αποβλήτων) χαμηλής θερμοκρασίας. Μέρος του αέρα υγροποιείται για να σχηματίσει ένα υγρό πλούσιο σε οξυγόνο. Το υπόλοιπο αέριο εμπλουτίζεται με άζωτο και αποστάζεται σε σχεδόν καθαρό άζωτο (συνήθως < 1="" ppm)="" σε="" αποστακτική="" στήλη="" υψηλής="" πίεσης="" (hp).="" ο="" συμπυκνωτής="" αυτής="" της="" στήλης="" απαιτεί="" ψύξη,="" η="" οποία="" επιτυγχάνεται="" με="" την="" περαιτέρω="" επέκταση="" του="" πιο="" πλούσιου="" σε="" οξυγόνο="" ρεύματος="" μέσω="" μιας="" βαλβίδας="" ή="" μέσω="" ενός="" διαστολέα="" (αντίστροφος="">

μι. Εναλλακτικά, όταν το ASU παράγει καθαρό οξυγόνο, ο συμπυκνωτής μπορεί να ψύχεται ανταλλάσσοντας θερμότητα με έναν αναβραστήρα σε μια αποστακτική στήλη χαμηλής πίεσης (LP) (που λειτουργεί στο απόλυτο 1.2-1,3 bar). Για να ελαχιστοποιηθεί το κόστος συμπίεσης, ο συνδυασμένος συμπυκνωτής/αναβραστήρας της στήλης HP/LP πρέπει να λειτουργεί με διαφορά θερμοκρασίας μόνο 1-2 βαθμών Kelvin, απαιτώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας αλουμινίου με χαλκοσυγκόλληση με πτερύγια πλάκας. Η τυπική καθαρότητα οξυγόνου κυμαίνεται από 97,5 τοις εκατό έως 99,5 τοις εκατό και επηρεάζει τη μέγιστη ανάκτηση οξυγόνου. Η ψύξη που απαιτείται για την παραγωγή υγρών προϊόντων επιτυγχάνεται μέσω του φαινομένου JT στον διαστολέα, ο οποίος τροφοδοτεί πεπιεσμένο αέρα απευθείας στη στήλη χαμηλής πίεσης. Επομένως, ένα μέρος του αέρα δεν διαχωρίζεται και πρέπει να φύγει από το πάνω μέρος της στήλης χαμηλής πίεσης ως ρεύμα αποβλήτων.

ΣΤ. Δεδομένου ότι το σημείο βρασμού του αργού (87,3 K υπό τυπικές συνθήκες) είναι μεταξύ οξυγόνου (90,2 K) και αζώτου (77,4 K), το αργό συσσωρεύεται στο κάτω μέρος της στήλης χαμηλής πίεσης. Κατά την παραγωγή αργού, αντλείται από τη στήλη χαμηλής πίεσης μια πλευρά ατμού, όπου η συγκέντρωση αργού είναι η υψηλότερη. Αποστέλλεται σε άλλη στήλη για να διορθώσει το αργό στην επιθυμητή καθαρότητα, από όπου το υγρό επιστρέφει στην ίδια θέση στη στήλη LP. Η καθαρότητα αργού κάτω από 1 ppm μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας σύγχρονη δομημένη συσκευασία με πολύ χαμηλή πτώση πίεσης. Παρόλο που το αργό είναι παρόν στην τροφοδοσία σε ποσοστό μικρότερο από 1 τοις εκατό, η στήλη αργού αέρα απαιτεί πολλή ενέργεια λόγω του υψηλού λόγου αναρροής (περίπου 30) που απαιτείται στη στήλη αργού. Η ψύξη στήλης αργού μπορεί να παρέχεται με ψυχρό διογκωμένο πλούσιο υγρό ή υγρό άζωτο.

Ζ. Τέλος, το προϊόν που παράγεται σε αέρια μορφή θερμαίνεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος στον εισερχόμενο αέρα. Αυτό απαιτεί προσεκτικά σχεδιασμένη θερμική ολοκλήρωση, η οποία πρέπει να λαμβάνει υπόψη την ανθεκτικότητα σε διαταραχές (λόγω αλλαγής κλινών μοριακού κόσκινου). Μπορεί επίσης να απαιτείται πρόσθετη εξωτερική ψύξη κατά την εκκίνηση.