Дълбокото криогенно разделяне на въздуха е процес, който отделя кислород, азот и други газове от въздуха, използвайки нискотемпературна технология. Като усъвършенстван метод за производство на промишлен газ, дълбокото криогенно разделяне на въздуха се използва широко в индустрии като металургията, химическото инженерство и електрониката. Проектирането на цялостно оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха изисква не само техническа точност, но и съответствие с индустриалните стандарти и изискванията на клиентите, за да се гарантира стабилна работа и икономически ползи. Тази статия ще обсъди изискванията за проектиране на цялостно оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха, като ще обхване основните съображения за проектиране, инженерните точки и предпазните мерки при практическите приложения.
1. Основни изисквания към дизайна
При проектирането на цялостно оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха, първите основни изисквания, които трябва да се определят, включват производствен капацитет, условия на суровия въздух, чистота и количество на продукта и др. В зависимост от различните области на приложение, производственият капацитет на цялостното оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха варира значително, като обикновено варира от стотици до хиляди кубически метри на час. Освен това, примесите в суровия въздух, като влага и въглероден диоксид, трябва да бъдат отстранени чрез етап на предварителна обработка, за да се гарантира, че оборудването може да извършва дълбоко криогенни операции при стабилни и спокойни условия. Следователно, проектирането на системата за предварителна обработка трябва да отчита изцяло нивата на замърсители в местния въздух и работната среда на оборудването.
2. Съображения при проектирането на системата
Процесът на проектиране на оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздух включва множество ключови системи, включително система за компресия, система за топлообмен, система за разделителна кула и система за дестилация. Проектирането на системата за компресия трябва да осигури ефективно и надеждно подаване на въздух под високо налягане, подходящ за дълбоко криогенно разделяне. Топлообменниците са основните компоненти, които осигуряват осъществяването на дълбоко криогенния процес, изискващ висока термична ефективност. Обикновено се използват пластинчато-ребърни топлообменници, за да се осигури ефективен топлопренос и равномерен поток на газ. В същото време проектирането на разделителната кула и дестилационната система трябва да отговаря на изискванията за чистота на получения газ, така че изборът на пълнеж, тарелки и оптимизирането на условията на дестилационния процес също са особено важни. В дестилационната кула различните газови компоненти се разделят ефективно чрез многократни процеси на топлообмен и кондензация-изпарение, образувайки високочисти кислородни, азотни или аргонови газове.
3. Системи за автоматизация и управление
Автоматизираното управление е неразделна част от проектирането на системи за дълбоко криогенно разделяне на въздуха. Съвременното цялостно оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха обикновено интегрира напълно автоматизирана система за управление, за да се постигне прецизен контрол на параметри като температура, налягане и поток. Това не само значително намалява оперативните трудности, но и подобрява безопасността и стабилността на системата. Системата за управление на процесите обикновено се състои от PLC (програмируем логически контролер) и DCS (разпределена система за управление), които събират ключови параметри в реално време за контрол и оптимизация, осигурявайки стабилна работа на оборудването при различни условия на натоварване. За да се справи с аварийни ситуации, системата за управление трябва да има и възможности за диагностика на повреди, способни своевременно да откриват потенциални проблеми и да предприемат съответните мерки.
4. Съображения за пестене на енергия и опазване на околната среда
Пестенето на енергия е важен фактор при проектирането на оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха. Ефективното проектиране на компресори и топлообменници играе важна роля за намаляване на потреблението на енергия. Освен това, оползотворяването на отпадната топлина е често срещана мярка за пестене на енергия, която може да използва отпадната топлина от хладилния процес, за да осигури енергийна поддръжка за други процеси, като по този начин подобри общата ефективност на използване на енергията. По отношение на опазването на околната среда, проектирането на дълбоко криогенно разделяне на въздуха трябва да вземе предвид напълно потенциалните проблеми със замърсяването на околната среда в производствения процес, като например шумово замърсяване и емисии на отработени газове. По време на етапа на проектиране е необходимо да се добави обработка на звукоизолацията и подходящи планове за третиране на отработените газове, за да се отговаря на съответните разпоредби и стандарти за опазване на околната среда.
5. Икономическа ефективност и избор на оборудване
Оценката на рентабилността на цялостното оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха пряко влияе върху неговото проектиране и избор. С цел да се отговори на производствените изисквания, изборът и мащабът на оборудването трябва да бъдат възможно най-ниски по отношение на първоначалните инвестиционни и експлоатационни разходи. Изборът на производствени материали, ефективността на топлообмена, видовете компресори и изборът на технологичен поток са ключови фактори, влияещи върху рентабилността. Подходящият избор на оборудване не само намалява първоначалните инвестиции, но и ефективно понижава разходите за поддръжка и експлоатация в дългосрочен план, като по този начин се постига по-висока икономическа възвръщаемост по време на производствения процес.
6. Монтаж и въвеждане в експлоатация на място
Проектирането на цялостно оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха не се ограничава само до етапа на чертеж; то трябва да вземе предвид и изискванията за монтаж и пускане в експлоатация на място. По време на етапа на монтаж трябва да се осигури прецизно подравняване на всеки компонент, за да се избегнат течове при тръбните връзки. По време на процеса на пускане в експлоатация е необходима цялостна проверка на работното състояние на всяка система, за да се гарантира, че оборудването работи в оптимално състояние. Поради сложността на оборудването за дълбоко криогенно разделяне на въздуха, пускането в експлоатация обикновено се извършва от професионален инженерен екип, включително множество тестове и настройки на параметри като чистота на газа, налягане и дебит, като в крайна сметка се отговаря на проектните изисквания и стандартите на клиента.
С непрекъснатите промени в индустриалните изисквания и технологичния напредък, дизайнът на оборудването за дълбоко криогенно разделяне на въздуха също непрекъснато се оптимизира. Бъдещото оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха ще постави по-голям акцент върху интелигентността и екологичността. Чрез въвеждането на усъвършенствани сензорни технологии и технологии за Интернет на нещата (IoT), оборудването може да постигне дистанционно наблюдение и управление и може по-ефективно да оптимизира потреблението на енергия. Освен това, прилагането на нови материали, като например ефективни материали за топлообменници и по-устойчиви на ниски температури структурни материали, ще подобри допълнително производителността и живота на оборудването. В контекста на непрекъснатата трансформация на енергийната структура, оборудването за дълбоко криогенно разделяне на въздуха ще се използва по-широко и в производството на чиста енергия като водород, допринасяйки за постигането на целта за въглеродна неутралност.
За всякакви нужди от кислород/азот, моля, свържете се с нас:
Анна Тел./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Време на публикуване: 23 юни 2025 г.