Diepe cryogene luchtscheiding is een proces waarbij zuurstof, stikstof en andere gassen uit de lucht worden gescheiden met behulp van lagetemperatuurtechnologie. Als geavanceerde industriële gasproductiemethode wordt diepe cryogene luchtscheiding veel gebruikt in sectoren zoals de metaalindustrie, chemische technologie en elektronica. Het ontwerp van complete apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding vereist niet alleen technische nauwkeurigheid, maar ook naleving van industriële normen en klantvereisten om een stabiele werking en economische voordelen te garanderen. Dit artikel bespreekt de ontwerpvereisten voor complete apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding, waarbij de belangrijkste ontwerpoverwegingen, technische aandachtspunten en voorzorgsmaatregelen in praktische toepassingen worden behandeld.
1. Ontwerp basisvereisten
Bij het ontwerpen van complete apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding moeten allereerst de productiecapaciteit, de conditie van de ruwe lucht, de zuiverheid en kwantiteit van het product, enz. worden bepaald. Afhankelijk van de verschillende toepassingsgebieden varieert de productiecapaciteit van complete apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding sterk, doorgaans van honderden tot duizenden kubieke meters per uur. Bovendien moeten onzuiverheden in de ruwe lucht, zoals vocht en kooldioxide, via een voorbehandelingsfase worden verwijderd om ervoor te zorgen dat de apparatuur diepe cryogene bewerkingen onder stabiele en ongestoorde omstandigheden kan uitvoeren. Daarom moet bij het ontwerp van het voorbehandelingssysteem rekening worden gehouden met de verontreinigingsniveaus in de lokale lucht en de werkomgeving van de apparatuur.
2. Overwegingen bij het ontwerp van het systeem
Het ontwerpproces van apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding omvat meerdere belangrijke systemen, waaronder het compressiesysteem, het warmtewisselingssysteem, het scheidingstorensysteem en het destillatiesysteem. Het ontwerp van het compressiesysteem moet zorgen voor een efficiënte en betrouwbare levering van hogedruklucht die geschikt is voor diepe cryogene scheiding. Warmtewisselaars zijn de kerncomponenten die de realisatie van het diepe cryogene proces garanderen en vereisen een hoge thermische efficiëntie. Meestal worden platenwarmtewisselaars gebruikt om een efficiënte warmteoverdracht en een gelijkmatige gasstroom te garanderen. Tegelijkertijd moet het ontwerp van de scheidingstoren en het destillatiesysteem voldoen aan de zuiverheidseisen van het productgas. De keuze van pakkingen, schotels en de optimalisatie van de destillatieprocesomstandigheden zijn daarom ook bijzonder belangrijk. In de destillatietoren worden verschillende gascomponenten effectief gescheiden door middel van herhaalde warmtewisselings- en condensatieverdampingsprocessen, waarbij zuurstof-, stikstof- of argongassen met een hoge zuiverheid worden gevormd.
3. Automatiserings- en controlesystemen
Automatische besturing is een onmisbaar onderdeel van het ontwerp van diepe cryogene luchtscheidingssystemen. Moderne, complete apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding integreert doorgaans een volledig geautomatiseerd besturingssysteem om nauwkeurige controle te verkrijgen over parameters zoals temperatuur, druk en flow. Dit vermindert niet alleen de operationele complexiteit aanzienlijk, maar verbetert ook de veiligheid en stabiliteit van het systeem. Het procesbesturingssysteem bestaat doorgaans uit een PLC (Programmable Logic Controller) en DCS (Distributed Control System), die in realtime belangrijke parameters verzamelen voor besturing en optimalisatie, waardoor een stabiele werking van de apparatuur onder verschillende belastingsomstandigheden wordt gegarandeerd. Om noodsituaties het hoofd te kunnen bieden, moet het besturingssysteem ook over mogelijkheden voor foutdiagnose beschikken, zodat potentiële problemen snel kunnen worden gedetecteerd en passende maatregelen kunnen worden genomen.
4. Overwegingen voor energiebesparing en milieubescherming
Energiebesparing is een belangrijke overweging bij het ontwerp van apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding. Een efficiënt ontwerp van compressoren en warmtewisselaars speelt een belangrijke rol bij het verminderen van het energieverbruik. Daarnaast is restwarmteterugwinning een veelgebruikte energiebesparende maatregel, die de restwarmte van het koelproces kan gebruiken ter ondersteuning van andere processen, waardoor de algehele energie-efficiëntie wordt verbeterd. Vanuit milieuoogpunt moet bij het ontwerp van diepe cryogene luchtscheiding rekening worden gehouden met mogelijke milieuproblemen in het productieproces, zoals geluidsoverlast en uitlaatgasemissies. Tijdens de ontwerpfase moeten geluidsisolatie en geschikte uitlaatgasbehandelingssystemen worden toegevoegd om te voldoen aan de relevante milieuvoorschriften en normen.
5. Kosteneffectiviteit en apparatuurselectie
De kosteneffectiviteitsbeoordeling van complete diep-cryogene luchtscheidingsapparatuur heeft een directe invloed op het ontwerp en de selectie ervan. Om aan de productie-eisen te voldoen, moeten de selectie en schaalgrootte van de apparatuur zo laag mogelijk zijn, zowel wat betreft de initiële investeringskosten als de operationele kosten. De keuze van productiematerialen, de efficiëntie van de warmtewisselaar, de soorten compressoren en de keuze van de processtroom zijn allemaal belangrijke factoren die de kosteneffectiviteit beïnvloeden. De juiste apparatuurselectie verlaagt niet alleen de initiële investering, maar verlaagt ook effectief de onderhouds- en operationele kosten op de lange termijn, wat leidt tot een hoger economisch rendement tijdens het productieproces.
6. Installatie en inbedrijfstelling op locatie
Het ontwerp van complete diepcryogene luchtscheidingsapparatuur beperkt zich niet tot de tekenfase; er moet ook rekening worden gehouden met de eisen voor installatie en inbedrijfstelling ter plaatse. Tijdens de installatiefase moet een nauwkeurige uitlijning van elk onderdeel worden gegarandeerd om lekkage bij leidingaansluitingen te voorkomen. Tijdens het inbedrijfstellingsproces is een uitgebreide inspectie van de operationele status van elk systeem vereist om te garanderen dat de apparatuur optimaal functioneert. Vanwege de complexiteit van diepcryogene luchtscheidingsapparatuur wordt de inbedrijfstelling doorgaans uitgevoerd door een professioneel engineeringteam, inclusief meerdere tests en aanpassingen van parameters zoals gaszuiverheid, druk en stroomsnelheid, om uiteindelijk te voldoen aan de ontwerpeisen en klantnormen.
Met de voortdurende veranderingen in industriële eisen en technologische vooruitgang wordt ook het ontwerp van apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding voortdurend geoptimaliseerd. Toekomstige apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding zal meer nadruk leggen op intelligentie en milieuvriendelijkheid. Door de introductie van geavanceerde sensortechnologieën en Internet of Things (IoT)-technologieën kan de apparatuur op afstand worden bewaakt en beheerd en kan het energieverbruik effectiever worden geoptimaliseerd. Bovendien zal de toepassing van nieuwe materialen, zoals efficiënte warmtewisselaarmaterialen en meer lagetemperatuurbestendige constructiematerialen, de prestaties en levensduur van de apparatuur verder verbeteren. In het kader van de continue transformatie van de energiestructuur zal apparatuur voor diepe cryogene luchtscheiding ook breder worden gebruikt bij de productie van schone energie zoals waterstof, wat bijdraagt aan het bereiken van de doelstelling voor koolstofneutraliteit.
Voor zuurstof-/stikstofbehoeften kunt u contact met ons opnemen:
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Plaatsingstijd: 23 juni 2025