Блок разделения воздуха

Типы установок разделения воздуха

Установка разделения воздуха (УРВ) — это вид промышленного оборудования, предназначенного для производства кислорода, азота и аргона из воздуха. Процесс разделения воздуха заключается в том, что атмосферный воздух подается в УРВ и затем разделяются различные газовые компоненты с помощью различных методов. В зависимости от принципа работы УРВ можно разделить на криогенные УРВ и некриогенные УРВ.

Криогенная УРВ — это традиционный или распространенный метод разделения воздуха. Он заключается в охлаждении воздуха до экстремально низких температур, создавая температуру ниже нуля, которая достаточно холодна, чтобы превратить воздух в жидкое состояние. Жидкостная установка разделения воздуха работает за счет сжижения атмосферного воздуха путем охлаждения, перевода его в колонну ректификации и разделения на основные газовые компоненты: азот, кислород и аргон, причем азот извлекается первым в виде газа, за ним следует кислород, а затем аргон. Процесс дистилляции в УРВ прост, хотя методы работы машин могут показаться сложными. Процесс обычно длится от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от того, что разделяют и в каких количествах (у установок есть машина).

Некриогенная установка разделения воздуха работает иначе. Вместо сжижения всего объема воздуха она использует технологию, называемую адсорбцией с переменным давлением (PSA), для выделения отдельных компонентов. Это происходит за счет сбора атмосферного воздуха, который проходит через адсорбенты в процессе с переменным давлением, что приводит к получению высокочистого потока кислорода. Поток кислорода можно дополнительно очистить с помощью фракционирующей колонны. Хотя они могут быть не такими эффективными по масштабу, как их криогенные аналоги, некриогенные УРВ обычно потребляют меньше энергии, имеют более низкие затраты на техническое обслуживание и в большинстве случаев более бюджетные.

Существуют и другие типы установок разделения воздуха, хотя они не так распространены, как две предыдущие, — это УРВ на основе мембранной технологии и УРВ на основе гибридной технологии. Первые используют селективные мембраны проницаемости для отделения кислорода от азота, позволяя проходить большему количеству кислорода через мембрану, оставляя остаток азота и других газов. Они представляют собой простые системы, которые обычно включают компрессор, мембранный модуль и сепаратор. С другой стороны, гибридные УРВ объединяют криогенные и некриогенные процессы для получения более высокой чистоты газов.

Характеристики и техническое обслуживание установок разделения воздуха

Характеристики установок разделения воздуха тесно связаны с промышленными потребностями. К ним относятся: производительность, чистота разделения, диапазон давления и модель конфигурации.

• Производительность: Производительность относится к выходу различных газов, производимых установками разделения воздуха. Обычно перерабатываемый объем воздуха следующий:
  • Маломасштабные установки: 0,1-10 миллионов кубометров в год.
  • Среднемасштабные установки: 10-100 миллионов кубометров в год.
  • Крупномасштабные установки: от 100 миллионов до 1 миллиарда кубометров в год и выше.
• Чистота разделения: Различные области применения требуют разной чистоты разделения газов. Например, стандартная чистота азота и кислорода следующая:
  • Азот:

  -Стандартная:≥99,99%

  -Высокой чистоты:≥99,9999%

  • Кислород:

  -Стандартная:≥99,9%

  -Промышленная высокая чистота:≥98,0%

  -Медицинская высокая чистота:≥99,0%

• Диапазон давления: Рабочее давление установок разделения воздуха должно быть адаптировано к различным промышленным производственным процессам. Диапазон давления следующий:
  • Низкое давление: ≤0,1 МПа.
  • Нормальное давление: 0,1-0,5 МПа.
  • Высокое давление: 0,5 МПа и выше.
• Модель конфигурации: Модели конфигурации установок разделения воздуха подходят для различных потребностей пользователей и сценариев применения, включая небольшие модульные установки, контейнерные установки и крупномасштабные заказные установки. Свяжитесь с нами для получения более подробной информации о конфигурациях.

Система разделения воздуха нуждается в регулярном техническом обслуживании для обеспечения ее нормальной работы и стабильного производства газа. Вот некоторые ключевые моменты технического обслуживания:

• Регулярный осмотр: Регулярно проверяйте клапаны, трубопроводы, манометры и предохранительные устройства системы разделения воздуха, чтобы убедиться в их правильной работе и отсутствии утечек. Кроме того, необходимо обеспечить безопасное техническое обслуживание и регулярный осмотр оборудования вокруг устройства разделения воздуха, чтобы избежать потенциальных факторов, вызывающих опасения по поводу безопасности.
• Чистка и смазка: Регулярно очищайте оборудование для разделения воздуха и удаляйте загрязнения и грязь, чтобы избежать засорения и истирания. Между тем, такие компоненты, как подшипники и шестерни в системе, необходимо смазывать, чтобы уменьшить трение и обеспечить плавную работу.
• Замена изнашивающихся деталей: Изнашивающиеся детали, такие как клапаны и мембраны, необходимо периодически осматривать и заменять, если они изношены, чтобы обеспечить эффективность разделения и чистоту газа.
• Внимательно следите за мониторингом: Контролируйте критические параметры, такие как температура, давление и расход системы разделения воздуха, чтобы убедиться, что рабочее состояние стабильно в пределах заданных диапазонов. При обнаружении каких-либо отклонений необходимо незамедлительно принять меры, проанализировав причины и предприняв соответствующие меры, чтобы избежать повреждения оборудования и сбоев.
• Техническое обслуживание воздушного фильтра концентратора кислорода: В зависимости от окружающей среды и использования очищайте или заменяйте воздушный фильтр, чтобы предотвратить попадание пыли и загрязнений в устройство.

Сценарии применения установок разделения воздуха

Установка разделения воздуха играет важную роль в различных отраслях промышленности, производя азот, кислород и аргон для химических реакций, процессов сгорания и других целей.

• Фармацевтическое производство

  УРВ может обеспечивать непрерывный поток высокочистого кислорода для фармацевтического производства. Он также используется для подачи азота для создания инертных сред для производства чувствительных лекарственных препаратов, а также для производства аргона для сохранения жизненно важных компонентов, используемых в фармацевтических продуктах.

• Энергетическая и химическая промышленность

  В химической промышленности УРВ может производить газы, которые будут использоваться в качестве сырья или сырья. Например, полученный азот можно использовать для лазерной резки, сварки, повышения качества продукции или снижения вероятности химических реакций. Кроме того, кислород из УРВ можно использовать для повышения эффективности сгорания, что приводит к увеличению энерговыделения, снижению потребления топлива и уменьшению выбросов.

• Пищевая и напиточная промышленность

  В пищевой и напиточной промышленности кислород, азот и аргон необходимы для консервации продуктов питания. Например, азот или аргон можно использовать для замены кислорода в контейнере, предотвращая окисление и порчу. Установка разделения воздуха также может производить высокочистый кислород для применения в аквакультуре.

• Металлургическая и горнодобывающая промышленность

  Установка разделения воздуха может производить высокочистый азот, кислород и аргон в металлургической промышленности, которые будут использоваться для рафинирования и производства металлов, а также для повышения эффективности сгорания. В горнодобывающей промышленности азот можно использовать в качестве пропеллента для шахтных насосов и бурового оборудования.

• Здравоохранение и больницы

  В здравоохранении и больницах чистый кислород, вырабатываемый УРВ, можно использовать в терапевтических целях, а азот — для питания медицинского оборудования. Аргон можно использовать для криоабляции — малоинвазивной техники, применяемой при лечении некоторых заболеваний.

• Нефтехимическая и полимерная промышленность

  В нефтехимической и полимерной промышленности УРВ может производить газы, которые будут использоваться для процессов полимеризации, повышения качества продукции, а также азот для инертной атмосферы реакторов и регенерации катализаторов. Кислород можно использовать для повышения эффективности процесса сгорания на нефтеперерабатывающих заводах. Азот можно вводить в реакционные сосуды, чтобы предотвратить нежелательные побочные реакции и поддерживать необходимое химическое поведение.

Как выбрать установки разделения воздуха

Конструкция УРВ зависит от предполагаемого использования установки, а также от логистических и экономических факторов. Для установок с большими объемами питающего газа ректификационные колонны — как традиционные, так и кристаллические — обычно обеспечивают большие объемы надежно разделенного кислорода, азота и аргона. Однако альтернативные варианты, такие как установки адсорбции с переменным давлением (PSA) с молекулярными ситами, могут быть более подходящими для меньших объемов газа или в случаях, когда требуется быстрое реагирование на меняющиеся потребности. Кроме того, установки PSA превосходят в сценариях с частыми перерывами в подаче питающего газа.

При выборе местоположения установки разделения воздуха важно согласовать его расположение с основным источником питающего газа. Для объектов, расположенных вблизи промышленных площадок или городов, трубопроводные соединения обеспечивают экономически эффективный и эффективный способ подачи питающего газа. С другой стороны, автономные криогенные установки разделения воздуха хорошо подходят для мест, удаленных от промышленных предприятий, позволяя им работать независимо. Аналогичным образом, мобильные криогенные установки разделения воздуха, хотя и не столь распространены, обеспечивают гибкость в развертывании в различных отдаленных местах.

Большинство установок разделения воздуха или УРВ предназначены для конкретных клиентов, которые заключают контракт на производство определенных газов. Поэтому конструкция УРВ тесно связана с потребностями конечного пользователя в различных отраслях промышленности. С другой стороны, УРВ, которые поставляют товарные газы в сектор промышленных газов, требуют включения газовых компрессоров и создания систем очистки продукции для подготовки газов к продаже нескольким конечным пользователям.

Финансовые последствия инвестирования в УРВ также формируют ее конструкцию. Для применений, требующих больших объемов разделенных газов, криогенные УРВ с системами ректификации являются стандартным решением. Однако для применений с меньшими потребностями в газе системы адсорбции с переменным давлением (PSA) применяются чаще из-за их экономической эффективности.

Часто задаваемые вопросы об установках разделения воздуха

В1: Какие типы газов может производить УРВ?

О1: УРВ обычно производит азот, кислород и аргон в виде отдельных газов или в различных смесях.

В2: Можно ли интегрировать УРВ с другими процессами или установками на заводе?

О2: Да, установки разделения воздуха могут быть интегрированы с другими процессами на заводе, такими как производство водорода, синтез аммиака и металлургические процессы, такие как производство стали и обогащение руды.

В3: Какова типичная чистота кислорода и азота, получаемых из УРВ?

О3: УРВ может обеспечить кислород и азот с чистотой до 99,999% и 99,9999% соответственно.

В4: Какие меры предосторожности по технике безопасности необходимо соблюдать при эксплуатации УРВ?

О4: Некоторые меры предосторожности по технике безопасности для УРВ включают обращение с высоковольтным оборудованием, предотвращение образования взрывоопасных смесей, избегание опасности концентрации кислорода, поддержание целостности оборудования и соблюдение правил безопасности эксплуатации и наилучших практик.