ASU Instalație de separare a gazelor de aer Uzina de oxigen medical

Prezentare generală

Uzina de azot de puritate industrială combină compresia aerului, purificarea prin adsorbție și distilarea criogenică. Ei produc azot cu o puritate de până la 99,999%.

Sistemele de generare a azotului sunt sigure, fiabile și ușor de operat și întreținut. Sunt disponibile mai multe opțiuni, în funcție de nevoile clienților. De exemplu, ele pot include un evaporator de rezervă și un dispozitiv de stocare pentru a îmbunătăți disponibilitatea și fiabilitatea, sau un dispozitiv de cogenerare de lichid pentru a suplimenta dispozitivul de stocare de lichid de așteptare. În mod similar, sistemul de generare a azotului poate optimiza cheltuielile de capital (capex) și cheltuielile de exploatare (OPEX) în funcție de cerințele clienților. Aceste echipamente sunt complet ambalate pentru instalare rapidă.

1. Uzina de oxigen

2. Inductie ASU: Echipamentul de separare a aerului separă aerul din atmosferă în componentele sale principale, de obicei azot și oxigen și uneori argon și alte gaze rare și inerte.

3. Procesul de producție:

Pentru a obține temperaturi scăzute de distilare, unitatea de separare a aerului necesită un ciclu de refrigerare care funcționează prin efectul Joule-Thomson, iar echipamentul de răcire trebuie păstrat într-o incintă izolatoare (denumită adesea „cutie rece”). Răcirea gazului necesită o cantitate mare de energie pentru ca acest ciclu de refrigerare să funcționeze și este asigurată de compresorul de aer. ASU moderne folosesc turbine de expansiune pentru răcire; ieșirea expandorului ajută la antrenarea compresorului de aer, ceea ce crește eficiența. Procesul include următorii pași principali

Un fel de. Înainte de a fi comprimat, aerul este prefiltrat pentru a îndepărta praful.

b. Aerul este comprimat, iar presiunea finală de livrare este determinată de rata de recuperare a produsului și de starea fluidului (gaz sau lichid). Intervalele tipice de presiune sunt între 5 și 10 bar manometru. Fluxul de aer poate fi, de asemenea, comprimat la diferite presiuni pentru a crește eficiența ASU. În timpul procesului de compresie, apa se condensează în răcitorul interetaj.

C. Aerul de proces este de obicei trecut printr-un pat de sită moleculară pentru a îndepărta orice vapori de apă reziduali și dioxid de carbon, care pot îngheța și înfunda echipamentul criogenic. Sitele moleculare sunt, în general, concepute pentru a elimina orice hidrocarburi gazoase din aer, deoarece acestea pot fi o problemă în distilațiile ulterioare ale aerului, care pot duce la explozii. Patul de sită moleculară trebuie regenerat. Acest lucru se realizează prin instalarea mai multor unități care funcționează în mod alternativ și prin utilizarea gazelor reziduale uscate de coproducție pentru a desorbi apa.

d. Aerul de proces trece printr-un schimbător de căldură integrat (de obicei un schimbător de căldură cu plăci cu aripioare) și este răcit împotriva unui flux de produs (și deșeuri) la temperatură scăzută. O parte din aer se lichefiază pentru a forma un lichid bogat în oxigen. Gazul rămas este îmbogățit cu azot și distilat până la azot aproape pur (de obicei < 1="" ppm)="" într-o="" coloană="" de="" distilare="" la="" presiune="" înaltă="" (hp).="" condensatorul="" acestei="" coloane="" necesită="" refrigerare,="" care="" se="" obține="" prin="" extinderea="" mai="" departe="" a="" fluxului="" mai="" bogat="" în="" oxigen="" printr-o="" supapă="" sau="" printr-un="" expandor="" (compresor="">

e. Alternativ, când ASU produce oxigen pur, condensatorul poate fi răcit prin schimbul de căldură cu un refierbător într-o coloană de distilare la presiune joasă (LP) (funcționând la 1,2-1,3 bar absolut). Pentru a minimiza costurile de compresie, condensatorul/refierbătorul combinat al coloanei HP/LP trebuie să funcționeze cu o diferență de temperatură de numai 1-2 grade Kelvin, necesitând un schimbător de căldură din aluminiu lipit cu plăci. Puritatea tipică a oxigenului variază de la 97,5% la 99,5% și afectează recuperarea maximă a oxigenului. Refrigerarea necesara producerii produselor lichide se obtine prin efectul JT in expandor, care alimenteaza aer comprimat direct in coloana de joasa presiune. Prin urmare, o porțiune din aer nu este separată și trebuie să părăsească partea superioară a coloanei de joasă presiune ca flux de deșeuri.

F. Deoarece punctul de fierbere al argonului (87,3 K în condiții standard) este între oxigen (90,2 K) și azot (77,4 K), argonul se acumulează în partea inferioară a coloanei de joasă presiune. Când se produce argon, se extrage o extragere a vaporilor din coloana de joasă presiune, unde concentrația de argon este cea mai mare. Este trimis pe o altă coloană pentru a rectifica argonul la puritatea dorită, de unde lichidul este returnat în aceeași locație în coloana LP. Puritatea argonului sub 1 ppm poate fi atinsă utilizând ambalaj structurat modern cu cădere de presiune foarte scăzută. Deși argonul este prezent în alimentare cu mai puțin de 1 la sută, coloana de argon cu aer necesită multă energie datorită raportului mare de reflux (aproximativ 30) necesar în coloana de argon. Răcirea coloanei cu argon poate fi asigurată de azot lichid sau lichid expandat la rece.

G. În cele din urmă, produsul produs sub formă gazoasă este încălzit la temperatura ambiantă în aerul de intrare. Acest lucru necesită o integrare termică atent proiectată, care trebuie să țină cont de robustețea la perturbări (datorită comutării straturilor de site moleculare). De asemenea, poate fi necesară o răcire externă suplimentară în timpul pornirii.