Kryogen luftseparering nitrogenproduktion er en traditionel kvælstofproduktionsmetode med en historie på flere årtier. Den bruger luft som råmateriale, komprimerer og renser den og bruger derefter varmeveksling til at gøre luften flydende til flydende luft. Flydende luft er hovedsageligt en blanding af flydende oxygen og flydende nitrogen. Ved at bruge de forskellige kogepunkter for flydende oxygen og flydende nitrogen opnås nitrogen ved at adskille dem gennem destillation af flydende luft.
Typisk procesflow
Hele processen består af luftkompression og rensning, luftseparation og fordampning af flydende nitrogen.
1. Luftkompression og rensning
Efter at luften er renset for støv og mekaniske urenheder af luftfilteret, kommer den ind i luftkompressoren, komprimeres til det nødvendige tryk og sendes derefter til luftkøleren for at reducere lufttemperaturen. Derefter kommer det ind i lufttørrerenseren for at fjerne fugt, kuldioxid, acetylen og andre kulbrinter i luften.
2. Luftadskillelse
Den rensede luft kommer ind i hovedvarmeveksleren i luftseparationstårnet, afkøles til mætningstemperaturen af tilbagesvalingsgassen (produktnitrogen, spildgas) og sendes til bunden af destillationstårnet. Kvælstof opnås i toppen af tårnet, og den flydende luft drosles og sendes. Den kommer ind i kondensationsfordamperen for at fordampe, og samtidig fortættes en del af det kvælstof, der sendes fra rektifikationstårnet. En del af det kondenserede flydende nitrogen bruges som tilbagesvalingsvæske i rektifikationstårnet, og den anden del bruges som flydende nitrogenprodukt og forlader luftsepareringstårnet.
Udstødningsgassen fra kondensationsfordamperen genopvarmes til ca. 130K af hovedvarmeveksleren og kommer ind i ekspanderen til ekspansion og afkøling for at give kølekapacitet til luftseparationstårnet. En del af den ekspanderede gas bruges til regenerering og afkøling af molekylsigten og udledes derefter gennem lyddæmperen. atmosfære.
3. Fordampning af flydende nitrogen
Det flydende kvælstof fra luftseparationstårnet opbevares i lagertanken til flydende nitrogen. Når luftseparationsudstyret inspiceres, kommer det flydende nitrogen i lagertanken ind i fordamperen og opvarmes, før det sendes til produktnitrogenrørledningen.
Kryogen nitrogenproduktion kan producere nitrogen med en renhed på ≧99,999 %.
renhed
Kryogen nitrogenproduktion kan producere nitrogen med en renhed på ≧99,999%. Nitrogenrenheden er begrænset af nitrogenbelastning, antal bakker, bakkeeffektivitet og iltrenhed i flydende luft osv., og justeringsområdet er lille.
For et sæt kryogent nitrogenproduktionsudstyr er produktrenheden derfor grundlæggende sikker og ubelejlig at justere.
Hovedudstyr inkluderet i den kryogene nitrogengeneratorenhed
1. Luftfiltrering
For at reducere sliddet på den mekaniske bevægelige overflade inde i luftkompressoren og sikre luftkvaliteten, før luften kommer ind i luftkompressoren, skal den først passere gennem luftfilteret for at fjerne støv og andre urenheder indeholdt i det. Luftindtaget af luftkompressorer bruger for det meste groveffektive filtre eller mellemeffektive filtre.
2. Luftkompressor
Ifølge arbejdsprincippet kan luftkompressorer opdeles i to kategorier: volumetrisk og hastighed. Luftkompressorer bruger for det meste stempelkompressorer, centrifugalluftkompressorer og skrueluftkompressorer.
3. Luftkøler
Det bruges til at reducere temperaturen på den komprimerede luft, før den kommer ind i lufttørrerenseren og luftseparationstårnet, undgå store udsving i temperaturen, der kommer ind i tårnet, og kan udfælde det meste af fugten i den komprimerede luft. Nitrogenvandkølere (sammensat af vandkøletårne og luftkøletårne: Vandkøletårnet bruger spildgassen fra luftsepareringstårnet til at afkøle det cirkulerende vand, og luftkøletårnet bruger det cirkulerende vand fra vandkøletårnet til at afkøle luft), Freon luftkøler .
4. Lufttørrer og renser
Trykluft indeholder stadig en vis mængde fugt, kuldioxid, acetylen og andre kulbrinter efter passage gennem luftkøleren. Frossen fugt og kuldioxid aflejret i luftseparationstårnet vil blokere kanalerne, rørene og ventilerne. Acetylen ophobes i den flydende ilt, og der er risiko for eksplosion. Støv vil slide op på driftsmaskineriet. For at sikre en langsigtet sikker drift af luftseparationsenheden skal der opsættes særligt renseudstyr til at fjerne disse urenheder. De mest almindelige metoder til luftrensning er adsorption og frysning. Molekylær sigteadsorptionsmetode er meget udbredt i små og mellemstore nitrogengeneratorer i Kina.
Nitrogenproduktionsproducenter - Kinas nitrogenproduktionsfabrik og leverandører (xinfatools.com)
5. Luftadskillelsestårn
Luftseparationstårnet omfatter hovedsageligt hovedvarmeveksler, fortætter, destillationstårn, kondensationsfordamper osv. Hovedvarmeveksleren, kondensationsfordamperen og fortætteren er pladeforvrængede varmevekslere. Det er en ny type kombineret skillevægsvarmeveksler med en metalstruktur helt i aluminium. Den gennemsnitlige temperaturforskel er meget lille, og varmevekslingseffektiviteten er så høj som 98-99%. Destillationstårnet er et luftsepareringsudstyr. Typerne af tårnudstyr er opdelt efter de indvendige dele. Et sigtepladetårn med en sigteplade kaldes et sigtepladetårn, et boblehættetårn med en boblehætteplade kaldes et boblehættetårn, og et pakket tårn med stablet pakning kaldes et sigtepladetårn. Sipladen har en enkel struktur, er nem at fremstille og har høj pladeeffektivitet, så den er meget udbredt i luftfraktioneringsdestillationstårne. Pakkede tårne bruges hovedsageligt til destillationstårne med en diameter på mindre end 0,8m og en højde på ikke over 7m. Boblehættetårne bruges nu sjældent på grund af deres komplekse struktur og fremstillingsvanskeligheder.
6. Turboexpander
Det er en roterende vingemaskine, der bruges af nitrogengeneratorer til at generere kold energi. Det er en gasturbine, der bruges under lave temperaturforhold. Turboekspandere er opdelt i aksial flow type, centripetal radial flow type og centripetal radial flow type i henhold til strømningsretningen af gassen i pumpehjulet; alt efter om gassen fortsætter med at udvide sig i pumpehjulet, opdeles den i modangrebstype og slagtype. Fortsat udvidelse er modangrebstypen. type, fortsætter den ikke med at udvide sig og bliver slagtype. Enkelttrins radial aksial flow slagturbineekspandere er meget udbredt i luftseparationsudstyr. Den kryogene luftsepareringsnitrogengenerator har komplekst udstyr, et stort område, høje infrastrukturomkostninger, høj engangsinvestering i udstyr, høje driftsomkostninger, langsom gasproduktion (12 til 24 timer), høje installationskrav og en lang cyklus. Under hensyntagen til udstyr, installation og infrastrukturfaktorer er investeringsskalaen for PSA-udstyr med samme specifikationer for udstyr under 3500Nm3/h 20 % til 50 % lavere end for kryogent luftsepareringsudstyr. Den kryogene nitrogengeneratorenhed er velegnet til industriel kvælstofproduktion i stor skala, men mellem- og lilleskala nitrogenproduktion er uøkonomisk.
Indlægstid: 27. februar 2024
