Објашњење АСУ компоненти: компресори, систем за пречишћавање, измењивачи топлоте и колоне за дестилацију - Вести компаније

Јединица за одвајање ваздуха (АСУ) је индустријско постројење које одваја атмосферски ваздух на његове главне компоненте (првенствено азот и кисеоник, а понекад и ретке гасове као што је аргон). Атмосфера садржи приближно 78,1% азота, 20,9% кисеоника и 0,93% аргона, плус количине других гасова у траговима. АСУ користе ове природне ресурсе, одвајајући их и пречишћавајући их физичким методама како би испунили захтеве за гасом високе{5} чистоће различитих индустрија-као што су челик, прерада метала, хемикалије, полупроводници, медицина, паковање хране, производња електричне енергије и третман животне средине. Са све већом потражњом за индустријским гасовима из савремене индустрије и производње, АСУ високе-ефикасности, великог-капацитета и ниске{10}енергијске{11}потрошње су постали важан део инфраструктуре.

Типичан АСУ укључује следеће кључне компоненте:

Аир Цомпрессорс

Систем за пречишћавање/пречишћавање ваздуха

Измењивачи топлоте/криогени систем хлађења

Дестилационе колоне/торњеви/фрикционе колоне

Помоћни системи (нпр. системи за складиштење/сакупљање/транспорт) – Иако нису „компоненте језгре за одвајање“, они су кључни за коначну испоруку и складиштење гаса.

These components work together to create a system from air -> purification -> liquefaction -> separation ->збирка

Функција - Упија атмосферски ваздух и компримира га на виши притисак ради ефикаснијег накнадног хлађења и процеса течења.

Типични радни параметри - Типично компримује ваздух на приближно 5 до 10 бара. Овај ниво притиска је користан за накнадну размену топлоте и ефикасност течења.

Важност - Ако је компресија недовољна, густина ваздуха ће бити неадекватна, што ће резултирати недовољним хлађењем и течним; ако је компресија прекомерна, потрошња енергије опреме и механичко оптерећење ће се повећати. Стога су дизајн система компресије и број степена компресије (једностепени, вишестепени-) кључни за укупне перформансе АСУ-а.

Штавише, систем компресора се често користи у комбинацији са интеркулерима и сепараторима за уклањање уљне магле, кондензата и течних нечистоћа које настају током компресије, постављајући основу за накнадно пречишћавање и хлађење. (За сложеније индустријске системе компресије, генерално се препоручује дизајн са више-степеном компресијом + међухлађењем + одвајањем уља/воде.)

Сврха - Уклањање влаге, угљен-диоксида (ЦО₂) и других загађивача у траговима (као што су угљоводоници, уљна магла, итд.) из компримованог ваздуха. Ако ове нечистоће остану у ваздуху, оне су склоне смрзавању и очвршћавању током накнадног хлађења или течности на ниским температурама-, што доводи до зачепљења цеви, оштећења опреме и смањене чистоће.

Цоммон Тецхнологиес
Методе адсорпције (нпр. молекуларна сита, средства за сушење)
Системи адсорпције промене притиска (ПСА) (могу се користити иу неким АСУ)
Технологија мембранског одвајања (у неким захтевима који нису-ниски-температурни, ниски-захтеви за чистоћу)

Важност - Фаза пречишћавања је кључна за обезбеђивање чистоће коначног гаса, стабилног рада и безбедности опреме. Непотпуно пречишћавање може довести до замрзавања опреме, блокаде, смањене производње или прекида производње; ово је посебно критично за индустрије које захтевају гасове високе-чистоће (као што су медицински кисеоник, полупроводнички азот, инертни гасови, итд.).

Задатак - Хлађење пречишћеног компримованог ваздуха до екстремно ниске криогене температуре, претварање у течност да би се припремио за фракционисање/дестилацију. Типично, температура пада на -150 степени или ниже.

Имплементација - Постизање постепеног смањења температуре ваздуха кроз низ високо{1}}ефикасних измењивача топлоте и криогених циклуса хлађења. Измењивачи топлоте размењују топлоту са компримованим, пречишћеним ваздухом и криогеним расхладним средством (и можда неким рефлуксним гасом) у систему, постижући хлађење и течност.

Компоненте система - Хладна кутија, криогени размењивачи топлоте, систем за компресију/експанзију циркулације расхладног средства и могуће дизајн за уштеду енергије рефлукса{1}} (рекуперација топлоте).

Кључна разматрања - Ефикасност хлађења, материјали и дизајн измењивача топлоте (високи захтеви за топлотну проводљивост и криогену толеранцију), као и потрошња енергије и стабилност циклуса хлађења. Дизајн измењивача топлоте-високе ефикасности и оптимизација циклуса хлађења директно утичу на потрошњу енергије и економичност АСУ-а.

Принцип - Раздвајање се постиже коришћењем разлика у тачкама кључања компоненти: Главне компоненте ваздуха, као што су азот (Н₂), кисеоник (О₂) и аргон (Ар), имају тачке кључања од приближно:

Азот (Н₂): –196 степени

Аргон (Ар): –186 степени (ако се екстрахује)

Кисеоник (О₂): –183 степена

Операција - Течни ваздух се уводи у колону за дестилацију (или више-колону). Како течност расте и постепено се загрева унутар колоне, различите компоненте испаравају/испаравају на одговарајућим тачкама кључања. Азот прво испарава и има најнижу тачку кључања (производи азот на врху гаса), док је пара кисеоника најтежа/највиша тачка кључања (производи доњу течност кисеоника); ако је присутан аргон, обично се екстрахује из средњег дела (средња тачка екстракције).

Структура торња - Да би се добили гасови високе{1}}чистоће, обично се користе више-серијски системи (два-торња или три-структуре торња), посебно када азот, кисеоник и аргон треба да се екстрахују истовремено. Дизајн торња, број лежишта (или структура паковања), однос рефлукса и радни притисак утичу на ефикасност и чистоћу одвајања.

Раздвајање и екстракција производа - Различите компоненте (гасовите или течне) се сакупљају на врху или дну торња и испуштају у следеће системе за складиштење/испуштање.

Следи поједностављени ток процеса за типичан криогени АСУ:

Унос и компресија гаса: Атмосферски ваздух се увлачи и ствара притисак (5-10 бара) помоћу компресора.

Пречишћавање: Компримовани ваздух улази у систем за пречишћавање ради уклањања нечистоћа као што су влага, ЦО₂ и уљна магла. Користе се технике адсорпције (ПСА), мембранског одвајања или молекуларног сита.

Хлађење и течност: Пречишћени ваздух се хлади на екстремно ниске температуре преко расхладне кутије, измењивача топлоте и циклуса хлађења, што доводи до течности. Фракционисање/дестилација: Течни ваздух улази у торањ за фракционисање (потенцијално вишестепени торањ), где се одвајање постиже коришћењем разлика у тачкама кључања, при чему су компоненте гаса одвојене слој по слој (азот, аргон, кисеоник, итд.).

Сакупљање, складиштење и транспорт: Одвојени гас (или течност) се екстрахује и складишти у резервоарима за складиштење (-цилиндри високог притиска или резервоари за криогену течност), а затим се транспортује до крајњег корисника путем цевовода, цистерни или мрежа за снабдевање гасом.

Цео процес је високо интегрисан, захтевајући координиран рад система компресије, пречишћавања, хлађења, сепарације и складиштења како би се обезбедила чистоћа гаса, стабилно снабдевање и висока ефикасност.

Главни гасови одвојени АСУ (кисеоник, азот, аргон, итд.) играју изузетно важну улогу у индустријској и друштвеној производњи:
Гвожђе и челик, металургија, обрада метала-Кисеоник се користи за сагоревање, сечење кисеоником и заваривање; азот/аргон се користи за заштиту инертне атмосфере, топлотну обраду и топљење.
Хемијска/петрохемијска/хемијска индустрија угља-Азот се користи за инертну заштиту, гас-носач и разблаживање гаса; кисеоник се користи за реакције оксидације и подршку сагоревању. Производња полупроводника/електронике - Азот/аргон високе - чистоће се користи у инертној атмосфери да би се спречила оксидација или контаминација.

Медицински/фармацеутски - Обезбеђује-кисеоник/азот/аргон високе чистоће за респираторну подршку, хирургију, фармацеутске производе и лабораторијске гасове.

Амбалажа за храну/прехрамбена индустрија - Коришћење азота (инертног гаса) као гаса за паковање да би се продужио рок трајања и спречила оксидација.

Енергетика/Заштита животне средине/Третман животне средине - Велике количине кисеоника се користе у процесима пречишћавања отпадних вода/канализације, спаљивања и заштите животне средине; азот/аргон такође постаје све важнији у новим индустријама као што су производња нове енергије и батерија.

Штавише, за кориснике са великим-потребама за гасом високе-ће чистоће (као што су челичане, хемијска постројења, велика-производња и фабрике полупроводника), Цриогениц АСУ пружа исплатива, стабилна и поуздана решења. Кроз-производњу великих размера и интеграцију система, јединични трошкови гаса се могу значајно смањити, постижући економију обима.

Кроз детаљно објашњење различитих компоненти АСУ (компресор, систем за пречишћавање ваздуха, размењивач топлоте за хлађење, фракциона колона, итд.), можемо видети да АСУ није један уређај, већ високо интегрисан систем. Сваки део мора да ради прецизно и заједно да би се постигла висока-ефикасност, висока{3}}чистоћа и велика-одвајање ваздуха и снабдевање гасом.

Са све већом индустријском потражњом за гасовима високе{0}} чистоће и строгим захтевима за енергетску ефикасност, заштиту животне средине и контролу трошкова, АСУ технологија непрестано напредује. Савремени АСУ све више наглашавају: Побољшану ефикасност размене топлоте и смањену потрошњу енергије за хлађење; Контролни системи и аутоматизација (праћење-у реалном времену, оптимизација процеса); Модуларни дизајн (интеграција-уградне/хладне{4}}кутије) + бржи циклуси конструкције + стабилнији рад; Више гасова, вишеструки производни капацитети, висока чистоћа + прилагођавање према потребама купаца - задовољавајући различите области као што су челик, хемијска, медицинска, полупроводничка и нова енергија.

За компаније попут ваше (првенствено за производњу), иако директна производња у АСУ можда није директно повезана, разумевање начина на који такви основни индустријски објекти функционишу помаже у разумевању ланца снабдевања гасом узводно, структуре трошкова сировина, као и потражње и спецификација за индустријским гасовима (кисеоник, азот) у процесима који укључују прераду метала, челичне конструкције, заваривање и фарбање{0}мплицијум{0}мплицијум производње, планирање и контролу квалитета производње, планирање ланца снабдевања координација.