Proizvodnja azota kriogenom separacijom vazduha je tradicionalna metoda proizvodnje azota sa istorijom dugom nekoliko decenija. Koristi zrak kao sirovinu, komprimira ga i pročišćava, a zatim koristi izmjenu topline za pretvaranje zraka u tekući zrak. Tečni vazduh je uglavnom mešavina tečnog kiseonika i tečnog azota. Koristeći različite tačke ključanja tečnog kiseonika i tečnog azota, azot se dobija njihovim odvajanjem destilacijom tečnog vazduha.
Tipičan tok procesa
Cijeli proces se sastoji od kompresije i pročišćavanja zraka, odvajanja zraka i isparavanja tekućeg dušika.
1. Kompresija i pročišćavanje zraka
Nakon što je filter za vazduh očišćen od prašine i mehaničkih nečistoća, on ulazi u vazdušni kompresor, komprimuje se do potrebnog pritiska, a zatim se šalje u vazdušni hladnjak da smanji temperaturu vazduha. Zatim ulazi u pročišćivač za sušenje zraka kako bi uklonio vlagu, ugljični dioksid, acetilen i druge ugljikovodike iz zraka.
2. Odvajanje zraka
Pročišćeni zrak ulazi u glavni izmjenjivač topline u tornju za odvajanje zraka, hladi se do temperature zasićenja pomoću refluksnog plina (proizvodni dušik, otpadni plin) i šalje se na dno destilacijske kule. Azot se dobija na vrhu tornja, a tečni vazduh se gasi i šalje. Ulazi u kondenzacioni isparivač da ispari, a istovremeno se kondenzuje deo azota koji se šalje iz tornja za ispravljanje. Deo kondenzovanog tečnog azota se koristi kao refluks tečnost rektifikacionog tornja, a drugi deo se koristi kao tečni azotni produkt i izlazi iz tornja za odvajanje vazduha.
Izduvni gas iz kondenzacionog isparivača se ponovo zagreva na oko 130K preko glavnog izmenjivača toplote i ulazi u ekspander za ekspanziju i hlađenje kako bi se obezbedio kapacitet hlađenja za toranj za odvajanje vazduha. Dio ekspandiranog plina se koristi za regeneraciju i hlađenje molekularnog sita, a zatim se ispušta kroz prigušivač. atmosfera.
3. Isparavanje tekućeg dušika
Tečni azot iz tornja za odvajanje vazduha se pohranjuje u rezervoaru za skladištenje tečnog azota. Kada se pregleda oprema za odvajanje vazduha, tečni azot u rezervoaru za skladištenje ulazi u isparivač i zagreva se pre nego što se pošalje u cevovod za azot proizvoda.
Kriogena proizvodnja dušika može proizvesti dušik čistoće od ≧99,999%.
čistoća
Kriogena proizvodnja dušika može proizvesti dušik čistoće od ≧99,999%. Čistoća dušika je ograničena opterećenjem dušikom, brojem posuda, efikasnošću posude i čistoćom kisika u tekućem zraku, itd., a raspon podešavanja je mali.
Stoga, za set opreme za proizvodnju kriogenog dušika, čistoća proizvoda je u osnovi sigurna i nezgodna je za podešavanje.
Glavna oprema uključena u uređaj kriogenog generatora dušika
1. Filtracija zraka
Kako bi se smanjilo trošenje mehaničke pokretne površine unutar zračnog kompresora i osigurao kvalitet zraka, prije nego što zrak uđe u zračni kompresor, mora prvo proći kroz zračni filter kako bi se uklonila prašina i druge nečistoće koje se nalaze u njemu. Za usis zraka zračnih kompresora uglavnom se koriste filteri grube efikasnosti ili filteri srednje efikasnosti.
2. Kompresor zraka
Prema principu rada, zračni kompresori se mogu podijeliti u dvije kategorije: volumetrijski i brzinski. Zračni kompresori uglavnom koriste klipne zračne kompresore, centrifugalne zračne kompresore i vijčane kompresore.
3. Hladnjak zraka
Koristi se za smanjenje temperature komprimovanog zraka prije ulaska u prečistač za sušenje zraka i toranj za odvajanje zraka, izbjegavanje velikih fluktuacija temperature koja ulazi u toranj i može istaložiti većinu vlage u komprimiranom zraku. Azotni rashladni tornjevi (sastoje se od tornjeva za hlađenje vode i tornjeva za hlađenje zraka: toranj za hlađenje vode koristi otpadni plin iz tornja za odvajanje zraka za hlađenje cirkulirajuće vode, a toranj za hlađenje zraka koristi cirkulirajuću vodu iz tornja za hlađenje vode za hlađenje zrak), freonski hladnjak zraka.
4. Sušač i pročišćivač zraka
Komprimirani zrak i dalje sadrži određenu količinu vlage, ugljičnog dioksida, acetilena i drugih ugljikovodika nakon prolaska kroz hladnjak zraka. Zamrznuta vlaga i ugljični dioksid taloženi u tornju za odvajanje zraka blokirat će kanale, cijevi i ventile. Acetilen se nakuplja u tekućem kiseoniku i postoji opasnost od eksplozije. Prašina će istrošiti radnu mašinu. Kako bi se osigurao dugotrajan siguran rad jedinice za odvajanje zraka, mora se postaviti posebna oprema za prečišćavanje za uklanjanje ovih nečistoća. Najčešći načini pročišćavanja zraka su adsorpcija i zamrzavanje. Metoda adsorpcije molekularnog sita se široko koristi u malim i srednjim generatorima dušika u Kini.
Proizvođači azota - Kina Tvornica i dobavljači za proizvodnju dušika (xinfatools.com)
5. Toranj za odvajanje zraka
Toranj za odvajanje zraka uglavnom uključuje glavni izmjenjivač topline, ukapljivač, destilacijski toranj, kondenzacijski isparivač, itd. Glavni izmjenjivač topline, kondenzacijski isparivač i rastvarač su pločasti izmjenjivači topline. Riječ je o novom tipu kombiniranog pregradnog izmjenjivača topline s potpuno aluminijskom metalnom strukturom. Prosječna temperaturna razlika je vrlo mala, a efikasnost izmjene toplote je čak 98-99%. Destilacioni toranj je oprema za odvajanje vazduha. Vrste opreme tornja podijeljene su prema unutrašnjim dijelovima. Toranj sitaste ploče sa pločom sita naziva se toranj sitaste ploče, toranj sa mjehurastim poklopcem s pločom s mjehurićima naziva se toranj s mjehurićima, a nabijeni toranj sa naslaganim pakiranjem naziva se toranj od sitaste ploče. Ploča sita ima jednostavnu strukturu, laka je za proizvodnju i ima visoku efikasnost ploče, tako da se široko koristi u tornjevima za zračnu frakcionu destilaciju. Pakovani tornjevi se uglavnom koriste za tornjeve za destilaciju prečnika manjeg od 0,8m i visine ne veće od 7m. Bubble cap tornjevi se danas rijetko koriste zbog svoje složene strukture i poteškoća u proizvodnji.
6. Turboekpander
To je mašina sa rotirajućim noževima koju koriste generatori azota za proizvodnju hladne energije. To je plinska turbina koja se koristi u uslovima niskih temperatura. Turboekspanderi se dijele na tip aksijalnog protoka, tip centripetalnog radijalnog strujanja i tip centripetalnog radijalnog strujanja prema smjeru strujanja plina u radnom kolu; prema tome da li se plin nastavlja širiti u impeleru, dijeli se na tip protivnapada i tip udarca. Nastavak ekspanzije je kontranapadnog tipa. tipa, ne nastavlja da se širi i postaje udarni tip. Jednostepeni turbinski ekspanderi radijalnog aksijalnog strujanja se široko koriste u opremi za odvajanje vazduha. Generator azota za kriogenu separaciju vazduha ima složenu opremu, veliku površinu, visoke troškove infrastrukture, veliku jednokratnu investiciju u opremu, visoke operativne troškove, sporu proizvodnju gasa (12 do 24 sata), visoke zahteve za instalaciju i dug ciklus. Uzimajući u obzir faktore opreme, instalacije i infrastrukture, obim ulaganja u opremu PSA sa istim specifikacijama za opremu ispod 3500Nm3/h je 20% do 50% niži od onog za opremu za kriogenu separaciju vazduha. Kriogeni uređaj za generator azota je pogodan za veliku industrijsku proizvodnju azota, ali je proizvodnja azota srednje i malog obima neekonomična.
Vrijeme objave: Feb-27-2024
