ASU Завод за разделяне на въздух и газ Медицински кислороден завод

Преглед

Заводът за индустриална чистота на азот съчетава компресия на въздуха, адсорбционно пречистване и криогенна дестилация. Те произвеждат азот с чистота до 99,999 процента.

Системите за генериране на азот са безопасни, надеждни и лесни за работа и поддръжка. Предлагат се няколко опции, в зависимост от нуждите на клиента. Например, те могат да включват изпарител в режим на готовност и устройство за съхранение, за да подобрят наличността и надеждността, или устройство за комбинирано генериране на течности в допълнение към устройството за съхранение на течности в режим на готовност. По подобен начин системата за генериране на азот може да оптимизира капиталовите разходи (capex) и оперативните разходи (OPEX) според изискванията на клиента. Това оборудване е напълно опаковано за бърз монтаж.

1. Кислородна инсталация

2. ASU Индукция: Оборудването за разделяне на въздуха разделя въздуха от атмосферата на основните му компоненти, обикновено азот и кислород, а понякога и аргон и други редки и инертни газове.

3. Производствен процес:

За да се постигнат ниски температури на дестилация, въздушното сепариращо устройство изисква хладилен цикъл, който работи чрез ефекта на Джаул-Томсън, а охладителните съоръжения трябва да се съхраняват в изолиращо заграждение (често наричано "студена кутия"). Охлаждането на газа изисква голямо количество енергия, за да работи този хладилен цикъл и се осигурява от въздушния компресор. Съвременните ASU използват разширителни турбини за охлаждане; мощността на разширителя подпомага задвижването на въздушния компресор, което повишава ефективността. Процесът включва следните основни стъпки

Един вид. Преди да бъде компресиран, въздухът се филтрира предварително, за да се отстрани праха.

б. Въздухът се компресира и крайното налягане на подаване се определя от степента на възстановяване на продукта и състоянието на флуида (газ или течност). Типичните диапазони на налягането са между 5 и 10 бара. Въздушният поток може също да бъде компресиран до различни налягания, за да се увеличи ефективността на ASU. По време на процеса на компресия водата кондензира в междустъпалния охладител.

C. Процесният въздух обикновено се пропуска през слой от молекулярно сито, за да се отстранят всички остатъчни водни пари и въглероден диоксид, които могат да замръзнат и да запушат криогенното оборудване. Молекулните сита обикновено са проектирани да отстраняват всякакви газообразни въглеводороди от въздуха, тъй като те могат да бъдат проблем при последващи въздушни дестилации, потенциално да доведат до експлозии. Леглото на молекулярното сито трябва да бъде регенерирано. Това се постига чрез инсталиране на множество единици, работещи в променлив режим и използване на сух отпаден газ за съвместно производство за десорбиране на вода.

д. Технологичният въздух преминава през интегриран топлообменник (обикновено пластинчат топлообменник) и се охлажда срещу поток от продукти (и отпадъци) с ниска температура. Част от въздуха се втечнява, за да образува течност, богата на кислород. Останалият газ се обогатява с азот и се дестилира до почти чист азот (обикновено < 1ppm)="" в="" дестилационна="" колона="" с="" високо="" налягане="" (hp).="" кондензаторът="" на="" тази="" колона="" изисква="" охлаждане,="" което="" се="" получава="" чрез="" разширяване="" на="" по-богатия="" на="" кислород="" поток="" допълнително="" през="" клапан="" или="" чрез="" разширител="" (реверсен="">

д. Като алтернатива, когато ASU произвежда чист кислород, кондензаторът може да бъде охладен чрез обмен на топлина с ребойлер в дестилационна колона с ниско налягане (LP) (работеща при 1.2-1.3 бара абсолютно). За да се сведат до минимум разходите за компресия, комбинираният кондензатор/ребойлър на колоната HP/LP трябва да работи с температурна разлика от само 1-2 градуса по Келвин, което изисква споян алуминиев топлообменник с пластина. Типичната кислородна чистота варира от 97,5 процента до 99,5 процента и влияе на максималното възстановяване на кислорода. Охлаждането, необходимо за производството на течни продукти, се получава чрез JT ефекта в разширителя, който подава сгъстен въздух директно в колоната с ниско налягане. Следователно, част от въздуха не се отделя и трябва да напусне горната част на колоната с ниско налягане като отпадъчен поток.

F. Тъй като точката на кипене на аргона (87,3 K при стандартни условия) е между кислород (90,2 K) и азот (77,4 K), аргонът се натрупва в долната част на колоната с ниско налягане. Когато се произвежда аргон, извличането на парата се изтегля от колоната с ниско налягане, където концентрацията на аргон е най-висока. Изпраща се в друга колона за ректифициране на аргона до желаната чистота, откъдето течността се връща на същото място в колоната LP. Чистота на аргон под 1 ppm може да бъде постигната с помощта на модерна структурирана опаковка с много нисък спад на налягането. Въпреки че аргонът присъства в захранването с по-малко от 1 процент, колоната с въздушен аргон изисква много енергия поради високото съотношение на обратен хладник (около 30), което се изисква в колоната с аргон. Охлаждането на аргонова колона може да се осигури чрез студено експандиран богат течен или течен азот.

G. Накрая, продуктът, произведен в газообразна форма, се нагрява до температурата на околната среда във входящия въздух. Това изисква внимателно проектирана термична интеграция, която трябва да вземе предвид устойчивостта на смущения (поради превключване на слоевете на молекулярните сита). Може да е необходимо допълнително външно охлаждане по време на стартиране.