Toate tipurile de compresoare și turbine cu abur sunt familiare tuturor, dar înțelegeți cu adevărat rolul lor în separarea aerului? Atelierul de separare a aerului din fabrică, știți cum este? Separarea aerului, în termeni simpli, este un set complet de echipamente industriale utilizate pentru a separa diferite componente din aer pentru a produce oxigen, azot și argon. Există și gaze nobile precum heliu, neon, argon, cripton, xenon, radon etc.
Echipamentul de separare a aerului utilizează aerul ca materie primă, îngheață profund aerul în lichid prin metoda ciclului de compresie și apoi generează treptat gaz inert, cum ar fi oxigenul, azotul și argonul din separarea aerului lichid după rectificare. Metalurgie, îngrășământ profesional, pe scară largă cu azot, alimentare cu gaz etc.
Pe scurt, procesul sistemului de separare a aerului include:
■ Sistem de compresie
■ Sistem de pre-răcire
■ Sistem de purificare
■ sistem de schimb de căldură
■ Sistem de livrare a produselor
■ Sistem frigorific de expansiune
■ Sistem de coloană de distilare
■ Sistem de pompare a lichidului
■ Sistem de compresie a produsului
Introducem echipamentul unul câte unul în funcție de fluxul de proces al sistemului de separare a aerului:
sistem de compresie
Există filtre de aer cu autocurățare, turbine cu abur, compresoare de aer, supraalimentatoare, compresoare de instrumente etc.
(1) Filtrul de autocurățare crește în general odată cu creșterea volumului de aer, numărul de elemente de filtrare crește, iar numărul de straturi este mai mare. În general, aspectul cu două straturi este peste 25,000, iar aspectul cu trei straturi este peste 60,000. În general, un singur compresor are nevoie de un aranjament separat de filtru. , și în același timp aranjate în aerisirea superioară.
(2) Turbina cu abur este un tip de expansiune a aburului de înaltă presiune care funcționează și antrenează rotorul coaxial să se rotească, realizând astfel lucrul asupra mediului de lucru. Formele obișnuite de turbine cu abur sunt condensarea completă, contrapresiunea completă și pomparea, iar cea mai des folosită este pomparea.
(4) Compresoarele de aer sunt în general investite în compresoare centrifuge izoterme cu un singur arbore pentru instalații de separare a aerului la scară largă. Consumul de energie din import este cu circa 2 la sută mai mic decât cel al celor autohtone, iar investiția este cu 80 la sută mai mare. În general, există o cerință minimă pentru debitul de aspirație împotriva supratensiunii, paleta de ghidare a admisiei este utilizată pentru reglarea debitului, iar unitatea internă importată este compresie în patru trepte și răcire în trei trepte (etapa finală nu este răcită). Compresorul principal de aer este echipat cu un sistem de spălare cu apă, care este utilizat pentru spălarea depunerilor de pe suprafețele rotoarelor și volutelor din toate treptele. Sistemul este împachetat cu gazda.
(5) Supercharger În general, investiția în instalațiile de separare a aerului la scară largă adoptă două tipuri de compresoare centrifuge izoterme cu un singur arbore și compresoare centrifugale cu angrenaje. Dintre acestea, tipul angrenajului prezintă mari avantaje în consumul de energie, mai ales în cazul presiunii ridicate.
(6) Compresoarele de gaz pentru instrumente au, în general, trei forme: mașină cu șurub fără ulei, tip piston și tip centrifugal. Deoarece tipul cu piston și tipul centrifugal sunt în mod natural fără ulei, nu este nevoie de un dispozitiv de degresare, sunt necesare doar un dispozitiv de uscare (eliminarea apei) și un filtru de precizie (eliminarea particulelor solide); mașinile cu șurub au, în general, ulei și fără ulei și eliminarea uleiului. Două mașini cu șurub cu injectare de ulei trebuie să fie echipate cu un dispozitiv de degresare și, în același timp, trebuie să fie configurat un filtru de dezulegere de foarte mare precizie pentru a îndeplini procesul. Este fara ulei, dezavantajul este ca este mai scump. Tipul de piston este potrivit pentru volumul de aer sub 500 Nm³/h; volumul de aer sub 2000 Nm³/h este potrivit pentru mașina cu șurub sau mașina cu piston; volumul de aer este mai mare de 2000 Nm³/h, adică sunt disponibile trei modele. Când volumul de aer este mare, avantajele compresoarelor centrifugale sunt piese mai puțin uzate, întreținere convenabilă și performanță la costuri ridicate.
Compresorul instrumentului este utilizat la conducere și este extras de purificatorul cu sită moleculară după funcționarea normală.
Sistem de pre-răcire
Turnul de răcire cu aer al sistemului de prerăcire are două forme: circulație închisă (turnul de răcire cu aer este împărțit în secțiuni superioare și inferioare, iar apa răcită circulă între secțiunea superioară a turnului de răcire cu aer și turnul de răcire cu apă) și circulație deschisă (admisie de apă și sistem de circulație a apei). Buclele închise sunt utilizate în principal în fabricile chimice cu o calitate slabă a apei, unde trebuie adăugată apă proaspătă și substanțe chimice. Circulația deschisă este utilizată pe scară largă, dar sistemul de circulație a apei trebuie, de asemenea, să reumple apa proaspătă în mod regulat, iar sistemul de pre-răcire trebuie să ia în considerare și condițiile de vară.
Partea inferioară a turnului de răcire cu aer este, în general, proiectată ca inel Pall din oțel inoxidabil Φ76 de 1 m (temperatură ridicată), inel Pall din polipropilenă armată Φ76 de 3 m (flux mare), inel Pall din polipropilenă armată Φ50 de 4 m.
Există, de asemenea, două tipuri de turnuri de răcire cu apă: tip în două trepte (fără sursă exterioară de rece, recuperare suficientă răcită cu azot a apelor uzate uscate, astfel încât sistemul de prerăcire să fie garantat, dar rezistența este dublată, (7 metri plus 7). metri φ50 polipropilenă inel Pall) și tip Secțiune (cu sursă externă de răcire, 8 metri φ50 polipropilenă inel Pall).
În plus, toate intrările de apă ale sistemului de prerăcire ar trebui să fie echipate cu filtre (de obicei 6 unități: 4 pompe, orificii de intrare pentru apă ale turnurilor de răcire cu apă și orificii de intrare pentru apă pe partea de evaporare a răcitorului de lichid) pentru a preveni introducerea impurităților în sistemul. Efectul sistemului de pre-răcire este testat după cum urmează: gazul de ieșire al secțiunii inferioare de ambalare de 4 m este cu 1 grad mai mic decât apa de intrare; gazul de evacuare al secțiunii superioare de ambalare de 8 m este cu 1 grad mai mare decât apa. În general, un termometru este setat în mijlocul turnului răcit cu aer (se extinde în interior).
Sistem de purificare
Există trei tipuri de sisteme de purificare utilizate în adsorbant: flux axial vertical, pat dublu orizontal și flux radial vertical.
Fluxul axial vertical este utilizat în principal pentru susținerea echipamentelor de separare a aerului de gradul 10,000 (diametrul a ajuns la 4,6 m), grosimea patului este de 1550∽2300mm și pot fi aranjate atât straturi duble, cât și straturi simple.
Paturile supraetajate orizontale sunt utilizate în principal pentru a susține instalații mari și medii de separare a aerului. Grosimea patului este de 1150 mm (sită moleculară) plus 350 mm (clei de aluminiu).
Adsorbantul cu flux radial vertical poate utiliza eficient spațiul interior al containerului, poate extinde zona stratului de adsorbție cu același diametru de aproximativ 1,5 ori și poate reduce eficient înălțimea turnului, în timp ce aria ocupată verticală este mică. Datorită distribuției uniforme a aerului, diferită de adsorbantul orizontal, cantitatea de sită moleculară este redusă cu 20 la sută, iar consumul de energie regenerabilă este, de asemenea, redus cu 20 la sută.
Cu toate acestea, dezavantajul fluxului radial vertical este concentrația (sectorul) centrală a fluxului de aer, ceea ce îl face mai rapid decât fluxul radial orizontal (CO2< 0.5ppm).="" the="" bed="" thickness="" is="" 1000mm+200mm,="" and="" the="" vertical="" runoff="" can="" meet="" the="" configuration="" of="" air="" separation="" equipment="" above="">
Există două tipuri de încălzire regenerativă: încălzitoare electrice și încălzitoare cu abur.
Încălzitoarele cu abur includ încălzitoare cu abur de înaltă eficiență orizontale (sub 40,000 grade), verticale (peste 40,000 grade) și verticale (rată mare de utilizare a aburului, economie de energie de 20%) Aspect: abur încălzitor (cu punct de detectare a scurgerilor de H2O); Încălzitoarele electrice (utilizare dublă și una de așteptare sau o utilizare și una de așteptare) în paralel (setare de oprire a blocării de temperatură ridicată și debit scăzut pentru a preveni arderea, materialul tubului de încălzire este 1Cr18Ni9Ti); încălzitor electric (pentru a îndeplini activarea și regenerarea, 250∽300 grade) și abur Încălzitorul este conectat în paralel; încălzitorul electric este conectat în serie cu încălzitorul cu abur (când temperatura aburului este scăzută, rezistența la regenerare este mare).
Sistemul de purificare trebuie, de asemenea, să înființeze o conductă de regenerare de accelerare pentru a satisface nevoile de pornire. În plus, setați o supapă de siguranță pe partea cu gaz de regenerare și setați o supapă de siguranță pe partea încălzitorului cu abur pentru a preveni scurgerile sau suprapresiunea pe partea de înaltă presiune a echipamentului sau supapei, precum și suprapresiunea de clasificare.
Calea de curgere regenerativă este echipată cu o supapă fluture manuală pentru a distribui rezistența, astfel încât turnul principal să funcționeze stabil (sau nu este utilizat, folosind reglarea temporizării supapei principale de control).
Deci sistemul de schimb de căldură
Sistemul de schimb de căldură este proiectat strict cu medii mixte, care curge în același schimbător de căldură, transferul de căldură al fiecărui mediu este echilibrat automat, iar consumul de energie este scăzut, dar acest lucru va face ca toate schimbătoarele de căldură să fie schimbătoare de căldură de înaltă presiune în proces intern de compresie, care va duce la investiții sporite. Acumularea, astfel încât organizația de peste 20000 de nivel sau de înaltă și joasă presiune de compresie schimbător de căldură șunt este mai economică, și toate sub nivelul 20000 folosesc configurația schimbătorului de căldură de înaltă presiune.
Produsul a fost expediat
Pentru produse cu oxigen și azot de joasă presiune, setați supapa de control al produsului și calea fluxului de evacuare, iar gazele de eșapament intră în amortizor (oțel carbon pentru azot, oțel inoxidabil pentru oxigen). Azotul de putregai este setat pentru canalizarea turnului de răcire de alimentare cu apă (azotul de putregai are efectul de descărcare a apelor reziduale, re-amestecare și reglarea presiunii, astfel încât diametrul turnului turnului de răcire cu apă al turnului să poată îndeplini cerințele de descărcare). , mai ales atunci când poate fi introdus azot, astfel încât presiunea ridicată din turn să nu fie suprimată, iar rezistența turnului de răcire cu apă 6 kpa (înălțime de umplere 8 metri), țevi și supape 4 kpa, diferența de presiune a orificiului de evacuare atmosferic 2 kpa, a total de 12 kpa).
Pentru produsele cu oxigen de înaltă presiune, evacuarea este reglată în două etape. În primul rând, duza de gaz a produsului de înaltă presiune curge la 10 barG, prin reductorul excentric, iar placa de reducere a zgomotului Monel este setată în mijloc. Apoi, diametrul țevii este mărit de reductorul excentric, iar debitul mediului de oxigen este controlat sub 10m/s. Produsele cu azot de înaltă presiune, produsele cu azot sunt mai întâi accelerate la 10 bar, trec prin placa de reducere a zgomotului din oțel inoxidabil și apoi intră în deschiderea clapetei de accelerație a turnului de reducere a zgomotului, componente de reducere a zgomotului din oțel carbon; în interiorul peretelui de explozie).
Turnul de eșapament poate fi combinat și cu sistemul de compresor de aer, presurizarea compresorului de aer și reducerea zgomotului (calculat în funcție de cantitatea de compresoare de aer), prin turnul de eșapament și aerul de decompresie al sistemului de purificare, presurizarea și fluxul de retur. , și partea de descărcare.
Sistem frigorific de expansiune
Există trei tipuri de expandoare: expandoare de joasă presiune, expandoare de presiune medie și expandoare lichide.
Pentru un anumit tip de expansor de gaz, cu cât debitul volumic al mediului de lucru este mai mare, cu atât eficiența este mai mare. În general, eficiența unui expandor de joasă presiune cu un debit mai mare de 8000Nm³ este de 85∽88%, iar eficiența unui debit mai mic de 3000∽8000Nm³ va fi de până la 70∽80%.
Expansorul de presiune medie adoptă în general unul importat fabricat în China (piese de schimb). Eficiența expanderului importat este de 82∽91 la sută (capătul de presiune este mai mic de 4 puncte) cu volumul de aer peste 8000Nm³/h; eficiența expandorului casnic este de 78∽87% (capătul de presiune este mai mic de 5 puncte).
Înainte de a porni expandorul, acesta trebuie purjat (pentru a îndepărta impuritățile din sistemul de conducte și impuritățile din voluta expanderului), apoi se introduce gazul de etanșare (de obicei furnizat de capătul de rapel) și apoi circulația. iar circulația internă a sistemului extern de ulei se efectuează. După finalizarea testului de interblocare, acesta poate fi pornit. După trecerea testului la rece, acesta poate fi tensionat la rece. Pornirea la rece necesită pornirea încălzitorului rezervorului, nu după funcționarea normală. În acest moment, căldura și frigul rulmentului au fost echilibrate.
Esența expandorului de lichid este utilizarea capului de presiune al lichidului de înaltă presiune pentru a efectua lucrări hidraulice (în același timp, entalpia lichidului este redusă, dar este departe de gaz). În general, instalația internă de separare a aerului sub presiune peste 40,000 grade poate folosi un expandor de lichid pentru a înlocui supapa de accelerație lichid-aer de înaltă presiune. Avantajul este că mecanismul de expansiune lichid este utilizat pentru a răci și extinde generarea de energie pentru a atinge scopul de economisire a energiei, care poate realiza în general o economie de energie de aproximativ 2 la sută, dar investiția sa este de zeci de milioane de yuani.
Sistem de coloană de distilare
Turnurile de clasă 1,5∽50000 folosesc mai multe turnuri cu tavi de sită, iar diametrul turnului cu plăci circulante sub clasa 15000 are mai multe avantaje (convecția lichidului este mai lungă, dar producția este complicată). Cele patru turnuri de preaplin sunt dominate de peste 30.000 de grade, iar consumul de energie al turnului împachetat este scăzut, dar înălțimea turnului ar trebui mărită cu 5 metri. Separarea aerului de peste 50.000 de grade este mai avantajoasă, mai ales când turnurile superioare și inferioare sunt dispuse în paralel.
Coloanele ambalate sunt folosite pentru coloana superioară, coloana de argon brut și coloana de argon fin. Producătorul este în general Sulzer sau Tianda Beiyang. Sursa rece a turnului de argon brut este, în general, aer lichid îmbogățit cu oxigen, iar gazul rezidual poate fi descărcat în conducta de azot murdar, astfel încât consumul de energie este scăzut atunci când sistemul de argon este oprit. Sursa de căldură a turnului de argon este aerul lichid îmbogățit cu oxigen sau azotul din turnul inferior, iar sursa rece poate fi aer lichid sărac sau azot lichid. Alimentarea poate fi în fază lichidă sau gazoasă. Trebuie remarcat faptul că cerințele de etanșare ale condensatorului pe coloană cu argon brut de tip placă sunt relativ ridicate, altfel produsul argon va fi necalificat.
Răcirea principală include răcirea principală cu un singur strat, verticală cu două straturi, orizontală cu două straturi, verticală cu trei straturi și cu film descendent (oxigen lichid și picătură de oxigen gazos, cu flux de azot).
Există 6 moduri de a aranja sistemul coloanei de distilare:
(1) Dispunerea verticală a turnurilor superioare și inferioare este o aranjare convențională. Înălțimea turnului inferior este scăzută și este dificil ca lichidul din turnul inferior să intre în turnul superior sau în condensatorul turnului de argon gros fără turnul inferior (poate satisface contrapresiunea ascendentă a întregii faze lichide din conductă, iar diametrul conductei nu poate fi mic în acest moment);
(2) Vertical arrangement, regular arrangement up and down, medium height, it is difficult for the liquid to enter the column or the condenser of the crude argon column in the column adopts a stripping line to extract the liquid into the column (the outlet of the pipe meets rho nu squared >3000, rho este densitatea, nu este debitul, poziția de intrare este de 1 la sută din înălțimea conductei de vaporizare, este necesar un diametru adecvat al conductei înguste, iar gradul de subrăcire a lichidului nu este mare);
(3) Coloana superioară este dispusă în secțiunea de distilare a argonului. Două pompe de oxigen circulante sunt folosite pentru a conecta coloana superioară. Înălțimea inferioară a coloanei superioare poate rezolva problema că lichidul din coloana inferioară nu poate intra în coloana superioară sau în condensatorul coloanei de argon brut.
(4) Coloana superioară este dispusă în secțiuni de fracții de argon și conectată printr-o pompă de circulație. Partea superioară a coloanei de argon brut este situată în partea superioară a coloanei superioare, ceea ce poate reduce spațiul de cutie rece.
(5) Turnul este aranjat independent și este conectat printr-o pompă de circulație, iar răcirea principală este în vârful turnului. Avantajul este că răcirea principală poate fi făcută mare;
(6) Turnul superior este dispus independent într-un loc rece și conectat printr-o pompă de circulație. Partea superioară a coloanei de argon brut este situată în partea superioară a coloanei superioare. Avantajul este ca racirea principala se poate face foarte mare, iar spatiul cutiei frigorifice poate fi si el redus.
Sistem de pompare a lichidului
Pompa orizontală este dispusă orizontal sub conducta de scurgere (lichidul intră în conductă), și este necesar să se seteze gazul de încălzire (instalat în pompă, sau un filtru înaintea pompei pentru a preveni pătrunderea impurităților), etanșarea aerului, scurgerea și evacuarea supapă (scurgere inferioară, evacuare ridicată) și conductă de retur (admisie de lichid), viteza de rotație a pompei orizontale nu trebuie să fie prea mare, iar presiunea generală este sub 30 barg. Pompa orizontală are o sarcină mai bună asupra rulmentului de contracție la rece datorită dispoziției orizontale, dar echilibrul dinamic al rotorului de mare viteză nu este suficient de bun.
Pompa verticală adoptă aranjamentul suspensiei lagărelor (țeava de admisie a apei este mai mare decât conducta de scurgere), care suportă o forță mare de tragere în jos. Centrul de greutate al rotorului și al arborelui este recombinat, iar viteza poate fi foarte mare; în general peste 30 bar, este necesar să setati: aerul de retur înaintea pompei (Rețineți că nu există pompă orizontală), gaz de încălzire (setat înaintea filtrului pompei, admisie mare), gaz de etanșare, supapă de evacuare (evacuare scăzută, evacuare mare) , verificați dacă este complet rece în timpul prerăcirii) și conducta de retur (etapa de intrare a lichidului de retur). Pompele verticale sunt, în general, în mai multe etape, iar conducta de retur nu trebuie să fie în jos (plată sau înclinată în sus), altfel gazul nu va fi descărcat, ceea ce va duce cu ușurință la cavitația pompei. de asemenea,
Pompă de oxigen lichid Pompa de azot lichid este în regim de așteptare la rece, presiunea gazului de etanșare a pompei de azot lichid este mai mare de 7 barG; presiunea gazului de etanșare a pompei de oxigen este de 4 barG (presiunea turnului inferior poate fi satisfăcută de azot); Argonul lichid este vaporizat și sigilat, iar debitul trebuie să aibă o marjă de 20%. În general, supapa de retur a pompei cu argon lichid în sine este controlată prin bypass de presiune, iar nivelul debitului supapei de evacuare este controlat prin control cu dublă buclă.
Sistem de compresie a produsului
Permeabilitatea azotului poate satisface aerul comprimat general, turbocompresorul cu azot are o presiune mai mare, iar tipul de angrenaj este mai eficient din punct de vedere energetic.
Oxigenul este comprimat la 30 bari prin rând (8 trepte) în funcție de presiunea unui cilindru (presiune joasă) și a două cilindri (presiune înaltă și presiune scăzută), în general sub 30 barg, trebuie să se stabilească un gaz de etanșare de 5 barg ( presiunea azotului poate fi satisfăcută) și, în același timp, deoarece mediul de oxigen este un inel de foc de temperatură înaltă și presiune înaltă, toate piesele de supracurent sunt fabricate din aliaj de cupru și trebuie configurat azotul de siguranță, care este de obicei considerat de inginerie proiecta; prețul de penetrare al oxigenului importat este relativ mare, de aproximativ 2 ori mai mare decât al produselor autohtone și, în general, nu este utilizat. În prezent, pătrunderea oxigenului este utilizată în general, presiunea de refulare este de 3∽30barG, iar debitul este peste 8000Nm³/h. Cu toate acestea, debitul este mic și eficiența permeabilității la oxigen este scăzută, în general 8000 Nm³/h (55 la sută)∽80000 Nm³/h (68 la sută).
În general, potrivit pentru procesul de comprimare a oxigenului, începând de la 3∽30 barg, dar adesea se utilizează procesul de compresie intern al supraalimentatorului (în general, eficiența este peste 70 la sută, există restricții de trafic, eficiența este cu peste 10 puncte mai mare decât oxigenul , poate chiar să compenseze Avantajele pierderii de energie suplimentară relativ mai mici după comprimare, dar presiunea internă de compresie a oțelului trebuie crescută pentru a evita fluctuațiile în sistemul de schimb de căldură) pentru a compara și a determina consumul de energie după schemă.
Care sunt firmele cunoscute din industrie?
Situată în Zona de Dezvoltare Economică și Tehnologică Hangzhou, Hangzhou Fuyang H Gas Zhejiang Technology Co., Ltd. este una dintre întreprinderile specializate în cercetarea, dezvoltarea, producția și operarea echipamentelor industriale de gaze. Compania are un centru de cercetare și dezvoltare, un centru de servicii de producție și marketing și personal profesional și tehnic de nivel înalt. Oferiți clienților consultanță tehnică, proiectarea programelor, fabricarea produselor, pregătirea personalului, instalare, punere în funcțiune și alte servicii.
