Luftseparasjonsenhet

Hva er en luftseparasjonsenhet?

 

En luftseparasjonsenhet er et industrielt anlegg. Den fungerer ved å avkjøle og flytende luft først. Deretter, utnyttelse av kryogen destillasjon basert på de forskjellige kokepunktene med gasser i luften, skiller det atmosfæren i hovedkomponenter, hovedsakelig inkludert oksygen, nitrogen og argon. De produserte rene gassene er mye brukt i industrielle og medisinske felt. Prosessen er energi - intensiv og er avhengig av komponenter som kompressorer, destillasjonskolonner og molekylsik. En ASU kan også skille atmosfæren i sine primære komponenter som nitrogen, oksygen og noen ganger argon og andre sjeldne gasser, typisk sammensatt av elementer inkludert luftkompressorer, luftrensesystemer, varmevekslere, kryogene kjølesystemer og destillasjonskolonner.

Luftseparasjonsmetoder

NewTek gir deg kutting - Edge Gas Solutions

Kryogen destillasjon

Kryogen destillasjon kjøler først luft for å flytende den, og skiller deretter selektivt komponentene basert på deres kokepunktforskjeller gjennom destillasjon. Dette produserer høy - renhetsgass, men det bruker mye energi. Systemet krever tett integrerte varmevekslere og separasjonskolonner for å opprettholde effektiviteten, med kjølesenergi som kommer fra innløpsluftkompressoren.
For å oppnå lave temperaturer, bruker luftseparasjonsanlegg to kjølesykluser: å bruke isotermisk gassproduksjon via en gassenhet, eller isentropisk ekspansjon via en ekspander. Kryogent utstyr må være plassert i en "kald boks" (isolert kabinett) for å minimere kjøletap.

 

Andre luftseparasjonsmetoder

●Membranseparasjonsteknologi: Lavt energiforbruk og fleksible parametere. Rom - temperaturpolymermembraner produserer 25% - 50% oksygen - beriket luft; Keramiske membraner (ITM og OTM) krever temperaturer på 800 - 900 grader og kan produsere høy - renhet oksygen som overstiger 90%. De kan brukes til å produsere oksygen - utarmet eller nitrogen - beriket gass for passasjerflystofftanker for å redusere risikoen, og kan også gi oksygenanriket luft for piloter med høye høydegrad, ubeskrivede fly.

●Trykksvingadsorpsjon (PSA): Operering ved romtemperatur og krever ingen flukt, bruker PSA zeolit ​​(en "molekylær svamp") for høy - trykkadsorpsjon og redusert - trykk desorpsjon til å skille oksygen og nitrogen. Denne kompakte kompressoren kan brukes til å produsere bærbare medisinske oksygenkonsentratorer. Vakuumtrykkssvingadsorpsjon (VPSA) er lik, med bare målgassen som blir desorbert ved subatmosfæretrykk

Få et gratis tilbud!

 

Arbeidsprinsipp for en luftseparasjonsenhet (ASU)

Selv om luftseparasjonsenheter kan bruke en rekke teknologier, for eksempel membranseparasjon og trykkledningsadsorpsjon, er kryogen fraksjonering (destillasjon) den mainstream kjerneteknologien for å oppnå effektiv, høy - renhetsseparasjon. Den typiske driftsprosessen er delt inn i fire nøkkeltrinn:

 

 

Kompresjonsstadium

Atmosfærisk luft trekkes først inn i ASU og går deretter inn i et multi - trinnkompressorsystem for trykk. Kjerneformålet med dette stadiet er å øke lufttrykket, og dermed redusere energiforbruket og forbedre effektiviteten i de påfølgende kjøle- og separasjonsprosessene. Lufttrykket kontrolleres typisk innen et område på 5-10 forhandlinger, og legger grunnlaget for påfølgende prosesser.

 

Rensetrinn

Pressualiserte luft passerer først gjennom et rensingssystem for å fjerne urenheter, først og fremst fuktighet, karbondioksid og spormengder av olje, støv og andre miljøgifter. Dette trinnet er avgjørende: det sikrer den høye renheten til den endelige utgangsgassen, og oppfyller kravene til industrielle og medisinske anvendelser; Det forhindrer også urenheter fra å fryse eller akkumuleres i det påfølgende lave - temperaturmiljøet, og forhindrer blokkering av varmevekslere, rørledninger og annet utstyr, og dermed sikre stabil drift av enheten.

 

Kjøletrinn

Den rensede trykkluften kommer inn i et kjølesystem som består av en varmeveksler og en kjølesyklus (for eksempel Linde- eller Kraut -syklusene), hvor den gradvis avkjøles til en lav temperatur. Siden kryogen fraksjonering er basert på forskjellene i kokepunkter mellom gassformige komponenter, senker kjøleprosessen luften til flytende temperatur, og konverterer gassluften til flytende luft, og forbereder den for påfølgende destillasjonsseparasjon.

 

Separasjonsstadiet

Flytende luft føres inn i en enkelt - eller multi - trinndestillasjonstårn, der komponentene skilles gjennom fraksjonert destillasjon. Forskjellene i kokepunkter mellom gassene er avgjørende for separasjon: nitrogen, med det laveste kokepunktet, fordamper og stiger først fra den flytende luften, og blir samlet på toppen av tårnet. Oksygen, med sitt høyere kokepunkt, forblir i bunnen av tårnet og slippes ut som en væske eller gass. Hvis Argon må skilles, siden kokepunktet ligger mellom nitrogen og oksygen, kan det trekkes ut fra midten av tårnet gjennom en spesialisert destillasjonsseksjon.

Air Separation Unit (ASU) Driftsprosess og kjernekomponenter

 

Den komprimerte luften fra luftkompressoren avkjøles først av en luftpre - kjølesystem før den fjernes av molekylære sikt for å fjerne urenheter som fuktighet, karbondioksid og hydrokarboner. Den rensede luften deles deretter i to stier: den ene sendes direkte til den øvre kolonnen i destillasjonstårnet, mens den andre utvides og avkjøles av en ekspander før den blir sendt til den nedre kolonnen. Innenfor destillasjonstårnet gjennomgår den stigende dampen og den fallende væsken varmeutveksling og separasjon, og til slutt produserer høy - renhetsnitrogen på toppen av den øvre kolonnen og høy - renhet oksygen i bunnen.
 

● Komprimeringssystem:

Som består av et luftinnløpsfilter (for å filtrere støv), en luftkompressor (for å trykke luft), en luftkompressor mellomliggende kjøler (for å redusere temperaturen og opprettholde effektiviteten) og en luftkompressor ventilasjonsslanser (for å redusere støy).

● Pre - kjølesystem:
Som består av et vann - kjøletårn, en luft - kjøletårn (for å utveksle varme og redusere temperaturen), en vannpumpe (for å gi kjølevann) og en kjøler (for å gi dyp kjøling).

● Rensingssystem:
Kjernen er en molekylær sil adsorber (for å fjerne urenheter) kombinert med en nitrogenventillyddemper (for å redusere eksosstøy).

● Varmeutvekslingssystem:

Inkluderer hovedvarmeveksleren (for varmeutveksling mellom luft og lav - temperaturgass for å redusere temperaturen) og underkjøleren (for avkjølende væskeprodukter for å redusere tap av fordampning).

● Destillasjonssystem:
Inkluderer destillasjonstårnet (for gass - flytende kontaktseparasjon) og kondensatoren - fordamper (for å opprettholde destillasjonssyklusen).

● Produktleveringssystem:

Omfattende en trykkreguleringsstasjon (for trykkregulering) og en målingsstasjon (for strømningsmåling).

● Liquid Storage Backup System:

Inkluderer flytende lagringstanker (for lagring av flytende oksygen og flytende nitrogen), gasslagringstanker (for buffering av gassprodukter), og en flytende fordamper (for nødvæske - til - gasskonvertering).

Applikasjoner for luftseparasjonsenhet

 

 

 

 

 

Medisinsk helsevesen
 

Industriell produksjon
 

Mat og drikke
 

Energiproduksjon

 

Luftseparasjonsenhet i prosessen

Luft er først og fremst sammensatt av nitrogen (omtrent 78,1%), oksygen (ca. 20,9%), argon (ca. 0,9%) og små mengder andre gasser. For øyeblikket er den mest brukte luftseparasjonsmetoden i industrien kryogen separasjon, også kjent som kryogen destillasjon. I hovedsak involverer dette gass -flytende, typisk ved bruk av mekaniske metoder som gassutvidelse eller adiabatisk ekspansjon. Luft blir først komprimert og avkjølt, og destilleres deretter ved å bruke forskjellene i kokepunkter mellom gasser for å skille dem.

Nøkkelnoder og funksjoner av prosessstrømmen

● Fôrluftstrøm

En grunnleggende inngangsparameter (målt i nm³/t) som direkte bestemmer ASU -produksjonsskala/kapasitet (f.eks. 68 500 nm³/t for et medium - størrelse ASU under normal drift).

Abnormaliteter: Plutselig øker overbelastningskompressorer (høyere slitasje/energiforbruk) og forstyrrer rensing/kjøling/destillasjon (ubalansert gass - væske/termodynamikk, lavere effektivitet/utbytte); For lav strømning reduserer utnyttelsen av utstyret og øker enhetskostnadene.

● Komprimert luftstrøm

Flythastighetsendringer POST - komprimering; Utløpsstrømmen må samsvare med systemprosessen, sikre tilstrekkelig trykk for kryogene/destillasjonsoperasjoner og opprettholde stabiliteten.

KONTROLL: Juster innløpshåndbokens åpning eller kompressorhastighet for presis strømning/trykkkontroll.

Risiko: Overtrykk forårsaker farer for utstyr; Utilstrekkelig trykkgrenser Liquidaction/Separation; Ustabil strømning svekker adsorpsjon av molekylær sil (utilstrekkelig urenhetsfjerning).

● Renset luftstrømningshastighet

Kritisk for kryogen separasjon etter fjerning av fuktighet/CO₂/hydrokarboner via lufttørkere; Krever stabilitet og designoverholdelse.

Effekter: unormal strømningsinbalanser som fraksjonerer tårngass - væskeforhold (f.eks, overdreven strømningshastigheter opp gassoppstigning, reduserer kontakttid/effektivitet og produktrenhet); Over - Standard urenheter forårsaker kryogent utstyr ising/tilstopping.

● Gass - Væskestrømningshastigheter i destillasjonstårnene

Gass - Fasestrømningshastighet: Nøkkel for effektivitet (f.eks. Innledende destillasjon i dobbelt - Tårn nedre tårn produserer stigende nitrogen/synkende oksygen - rik væske). Passende strømning sikrer tilstrekkelig gass - flytende kontakt (varme/masseutveksling); Overskudd forårsaker tårnflom (væskeansamling, forstyrret destillasjon) og lav separasjonseffektivitet.

Væske - Fasestrømningshastighet: motstrømmer med gass; Flyt (f.eks. Struppet oksygen - rik væske fra nedre tårn til øvre tårn) må samsvare med gasstrømmen. Overflødig flomtårn; Insuffisiens reduserer urenhetsvask (dårlig renhet); Ustabil strømning svekker kondensator - fordamper varmeutveksling (påvirker energibalanse/separasjon).

● Produktgass og avfallsgassstrømningshastighet

Produktoksygenstrøm: Kontrollert av brukerbehov (f.eks. Høy strømning for stålproduksjon, høy renhet for medisinsk bruk); justert via destillasjonsparametere (refluksforhold, temperatur, trykk). Svingninger påvirker produksjonen (f.eks. Ustabil stålproduksjonseffektivitet/kvalitet).

Produktnitrogenstrøm: Nøyaktig kontrollert (via destillasjonsgass - væskefordeling, refluks flytende nitrogen) for kjemikalier/elektronikk (f.eks. Stabil høy - renhetsnitrogen som chip -skjoldgass); Avvik forårsaker oksidasjon.

Avfallsgassstrømmen: Inneholder ikke -parerte gasser; Etter utvidelse avkjøling regenererer delen kjølige molekylsikter, resten av ventilasjonsåpningene. Overskudd indikerer lav separasjonseffektivitet (bortkastet gass, høy energi) og regenerering av dårlig sil (redusert adsorpsjon/stabilitet).

Flytkontroll og reguleringsmetoder

● Ventilregulering

Gassventil: En gassventil er en ofte brukt strømningskontrollenhet som styrer strømmen ved å variere ventilåpningen for å endre strømningsområdet til væsken. I luftseparasjonsenheter brukes ofte gassventiler for å kontrollere strømmen av mateluft, trykkluft og gass- og flytende komponenter i hver kolonne. For eksempel, før luft kommer inn i en destillasjonskolonne, kan en gassventil brukes til å justere strømningshastigheten for å oppfylle destillasjonskolonnenes fôrkrav. Mens gassventiler gir fordeler som enkel struktur og enkel drift, genererer de også et visst trykkfall under justeringsprosessen, noe som resulterer i energitap.

Reguleringsventil: En reguleringsventil brukes vanligvis i forbindelse med et automatisert kontrollsystem for automatisk å justere ventilåpningen i henhold til en innstilt strømningshastighet. Reguleringsventiler er ofte installert ved viktige strømningskontrollpunkter i luftseparasjonsenheter, for eksempel utgangsrørledningene for oksygen og nitrogen. Basert på Real - Tidsstrømdata, justerer en kontroller automatisk ventilåpningen for å opprettholde strømningshastigheten innenfor det innstilte området. Sammenlignet med gassventiler, gir reguleringsventiler høyere reguleringsnøyaktighet og raskere respons, noe som gjør dem mer tilpasningsdyktige til varierende driftsforhold under enhetens drift.

● Kompressorjustering

Innløpsveiledjustering: For sentrifugal luftkompressorer kan inntaksluftvolumet varieres ved å justere vinkelen på innløpsveiledningen, og dermed kontrollere den komprimerte luftstrømningshastigheten. For å øke den komprimerte luftstrømningshastigheten økes innløpsveiledningen for å la mer luft komme inn i kompressoren; Motsatt reduseres innløpsveiledningen for å redusere inntakets luftvolum. Innløpsveiledjustering gir fordelene med et bredt justeringsområde og relativt minimalt energiforbruk under justering. Dette sikrer at komprimert luftstrømningshastighet oppfyller prosesskrav mens du opprettholder effektiv kompressordrift.

Hastighetsjustering: Strømningshastighet kan også justeres ved å variere kompressorhastigheten. Ved bruk av variabel frekvenshastighetsreguleringsteknologi kan kompressorhastigheten justeres fleksibelt basert på faktiske strømningskrav. Når enheten krever lavere trykkluftstrømningshastighet, reduseres kompressorhastigheten; Når en høyere strømningshastighet er nødvendig, økes hastigheten. Hastighetsjustering gir en rask responstid og kan raskt tilpasse seg endringer i prosessstrømningshastigheten, men stiller høye krav til motor- og kontrollsystemet.

● Reflux -regulering

Reflux -regulering er en vanlig strømningskontrollmetode i luftseparasjonsenheter. For eksempel, i en destillasjonskolonne, kontrolleres gass - væskeforholdet i kolonnen ved å justere refluksstrømningshastigheten, og derved påvirke destillasjonseffektiviteten og produktstrømningshastigheten. For å forbedre produktens renhet, kan refluksstrømningshastigheten økes for å muliggjøre destillasjonsdelen i kolonnen for mer effektivt å skille urenheter fra gassen. For å øke produktutbyttet kan refluksstrømningshastigheten reduseres. Refluksregulering må brukes i forbindelse med andre flytkontrollmetoder for å sikre stabil drift av destillasjonskolonnen under forskjellige driftsforhold.

Flyt overvåking og sikkerhetssikring

● Flow Monitoring System

For nøyaktig å overvåke strømmen ved ASU -nøkkelpunkter, blir et avansert strømningsovervåkningssystem vanligvis tatt i bruk, hovedsakelig sammensatt av strømningssensorer, signaloverføringskretser og visnings- og kontrollinstrumenter.

●Flytsensorer:

Åpningsplate Flowmeters: Mål flyt via trykkdifferensial fra væske som passerer gjennom en åpning; Enkel, lav - kostnad, men begrenset nøyaktighet.

Vortex Flowmeters: Oppdag virvelfrekvens fra væske som passerer gjennom en virvelgenerator; Høy nøyaktighet, bred måleområde.

Massestrømningsmålere: Mål direkte væskemassestrømning, upåvirket av temperatur/trykk/tetthetsendringer; Ultra - Høy nøyaktighet, ideell for måling av produktgassstrømmen.

● Signaloverføring og skjermkontroll:

Flytsensorer konverterer strømningssignaler til elektriske/digitale signaler, overført til å vise og kontrollere instrumenter. Disse instrumentene viser reelle - tidsstrøm på hvert punkt, utløser alarmer hvis strømmen overstiger setområder, og kobles til automatiseringssystemet for automatisk strømningsjustering.

●Sikkerhetstiltak

Unormale flytsvingninger i ASUS kan forårsake sikkerhetsrisiko, og krever effektive sikkerhetstiltak:

Flow Alarms & Interlocks:
Overvåkningssystemet har øvre/lavere alarmgrenser; Hørbare/visuelle alarmer aktiveres når strømmen er utenfor rekkevidde. Interlock -enheter forhindrer alvorlige ulykker: f.eks. Auto - Avstengning av luftkompressorer hvis fôrluftstrømmen er for lav (for å unngå skader på utstyret), eller automatisk - justering av ventilåpninger/avslutning av spesifikt utstyr hvis produkt O₂/N₂ -strømning svinger unormalt.

Utstyr vedlikehold og omsorg:
Oppretthold flytovervåkningsutstyr regelmessig, kontrollenheter og hele ASU: inspiser strømningssensorer for blokkering/skade (rengjør/erstatt omgående), sjekk/feilsøkingsventiler (sikre fleksibilitet/pålitelighet), og inspiser nøkkelutstyr (f.eks. Kompressorer) for stabil ytelse. Dette reduserer strømningsavvik fra utstyrssvikt og forbedrer driftssikkerheten.

Anbefalte strømningsparametere for luftseparasjonsenheter med forskjellige skalaer

●Liten - skala asus

Passer for scenarier med lav gass etterspørsel, for eksempel laboratorier og små fabrikker.

Core Parameters: Process air flow rate 50-500 Nm³/h; product oxygen flow rate 10-200 Nm³/h (purity >99.5%), product nitrogen flow rate 20-300 Nm³/h (purity >99.9%).​

Kjennetegn: Kontroller strømningshastigheten til hver komponent for å sikre stabil tilførsel av høy - renhetsgass for liten - skala produksjon eller eksperimenter.

●Medium - skala Asus

Tjener allment generelle industrielle foretak for å imøtekomme regelmessig gass etterspørsel.

Kjerneparametere: Prosessluftstrømningshastighet 3 000-20 000 nm³/t; Produkt oksygenstrømningshastighet 1 000-10 000 nm³/t (renhet ≈99,6%), produktnitrogenstrømningshastighet 1 500-15 000 nm³/t (renhet opp til 99,99%).

Kjennetegn: Høyere krav til strømningskontroll ved nøkkelnoder (f.eks. Fôrluft, trykkluft, gass - flytende strømning i destillasjonstårn); Stol på avanserte automatiserte systemer og presisjonsutstyr for å sikre effektiv, stabil drift og produktkvalitet.

●Stor - skala asus

Brukes i store - skala industrielle produksjonsscenarier, for eksempel store stålfabrikker og kjemiske anlegg.

Kjerneparametere: Prosessluftstrømningshastighet over 50 000 nm³/t (noen overstiger 100 000 nm³/t, f.eks. En ASU i et stort stålkonglomerat når 80 000 nm³/t); Produkt oksygenstrømningshastighet 30.000-50.000 nm³/t (oppfyller strenge renhetskrav for stålproduksjon), produktnitrogenstrømningshastighet 40.000-60.000 nm³/t.

Kjennetegn: høye vanskeligheter med strømningskontroll; Krev mer avanserte og pålitelige overvåknings- og reguleringsteknologier for å sikre stabil og effektiv drift under høy belastning, og gir kontinuerlig høy - kvalitetsgass for stor - skalaproduksjon.

Som en av de mest profesjonelle produsenter av luftseparasjonsenheter og leverandører i Kina, ønsker vi deg hjertelig velkommen til grossisthøyrenhetsluftseparasjonsenhet fra fabrikken vår. Alle skreddersydde produkter er med høy kvalitet og konkurransedyktig pris.