Глубокое криогенное разделение воздуха — это процесс, который отделяет кислород, азот и другие газы от воздуха с использованием низкотемпературной технологии. Как передовой метод производства промышленных газов, глубокое криогенное разделение воздуха широко используется в таких отраслях, как металлургия, химическое машиностроение и электроника. Проектирование полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха требует не только технической точности, но и соответствия промышленным стандартам и требованиям заказчика для обеспечения стабильной работы и экономических выгод. В этой статье будут рассмотрены требования к проектированию полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха, охватывающие основные проектные соображения, инженерные моменты и меры предосторожности в практическом применении.
1. Основные требования к проектированию
При проектировании полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха первыми основными требованиями, которые необходимо определить, являются производительность, состояние сырого воздуха, чистота и количество продукта и т. д. В зависимости от различных областей применения производительность полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха сильно варьируется, как правило, от сотен до тысяч кубических метров в час. Кроме того, примеси в сыром воздухе, такие как влага и углекислый газ, необходимо удалять на этапе предварительной обработки, чтобы гарантировать, что оборудование может выполнять глубокие криогенные операции в стабильных и невозмущенных условиях. Поэтому при проектировании системы предварительной обработки необходимо полностью учитывать уровни загрязняющих веществ в местном воздухе и рабочую среду оборудования.
2. Вопросы проектирования системы
Процесс проектирования оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха включает в себя несколько ключевых систем, включая систему сжатия, систему теплообмена, систему разделительной башни и систему дистилляции. Конструкция системы сжатия должна обеспечивать эффективную и надежную подачу воздуха высокого давления, подходящего для глубокого криогенного разделения. Теплообменники являются основными компонентами, обеспечивающими реализацию глубокого криогенного процесса, требующего высокой тепловой эффективности. Обычно пластинчато-ребристые теплообменники используются для обеспечения эффективной теплопередачи и равномерного потока газа. В то же время конструкция разделительной башни и системы дистилляции должна соответствовать требованиям к чистоте получаемого газа, поэтому выбор насадки, тарелок и оптимизация условий процесса дистилляции также особенно важны. В дистилляционной башне различные газовые компоненты эффективно разделяются посредством повторных процессов теплообмена и конденсационного испарения, образуя высокочистые газы кислорода, азота или аргона.
3. Системы автоматизации и управления
Автоматизация управления является неотъемлемой частью проектирования систем глубокого криогенного разделения воздуха. Современное комплексное оборудование для глубокого криогенного разделения воздуха обычно интегрирует полностью автоматизированную систему управления для достижения точного контроля таких параметров, как температура, давление и расход. Это не только значительно снижает эксплуатационные трудности, но и повышает безопасность и стабильность системы. Система управления процессом обычно состоит из ПЛК (программируемый логический контроллер) и РСУ (распределенная система управления), которые собирают ключевые параметры в режиме реального времени для управления и оптимизации, обеспечивая стабильную работу оборудования в различных условиях нагрузки. Чтобы справляться с аварийными ситуациями, система управления также должна иметь возможности диагностики неисправностей, способные оперативно обнаруживать потенциальные проблемы и принимать соответствующие меры.
4. Вопросы энергосбережения и охраны окружающей среды
Энергосбережение является важным фактором при проектировании оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха. Эффективная конструкция компрессоров и теплообменников играет важную роль в снижении потребления энергии. Кроме того, рекуперация отработанного тепла является распространенной мерой энергосбережения, которая может использовать отработанное тепло от процесса охлаждения для обеспечения энергетической поддержки других процессов, тем самым повышая общую эффективность использования энергии. С точки зрения защиты окружающей среды, проектирование глубокого криогенного разделения воздуха должно полностью учитывать потенциальные проблемы загрязнения окружающей среды в процессе производства, такие как шумовое загрязнение и выбросы выхлопных газов. На этапе проектирования необходимо добавить планы по обработке звукоизоляции и надлежащей очистке выхлопных газов для соответствия соответствующим нормам и стандартам по защите окружающей среды.
5. Экономическая эффективность и выбор оборудования
Оценка экономической эффективности полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха напрямую влияет на его проектирование и выбор. В соответствии с условием соответствия производственным требованиям выбор и масштаб оборудования должны быть максимально низкими с точки зрения первоначальных инвестиционных затрат и эксплуатационных расходов. Выбор производственных материалов, эффективность теплообмена, типы компрессоров и выбор технологического потока являются ключевыми факторами, влияющими на экономическую эффективность. Правильный выбор оборудования не только снижает первоначальные инвестиции, но и эффективно снижает расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию в долгосрочной перспективе, тем самым достигая более высокой экономической отдачи в процессе производства.
6. Установка и ввод в эксплуатацию на месте
Проектирование полного оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха не ограничивается этапом чертежа; оно также должно учитывать требования к установке и вводу в эксплуатацию на месте. На этапе установки необходимо обеспечить точное выравнивание каждого компонента, чтобы избежать утечек в трубных соединениях. В процессе ввода в эксплуатацию требуется комплексная проверка рабочего состояния каждой системы, чтобы гарантировать, что оборудование работает в оптимальном состоянии. Из-за сложности оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха ввод в эксплуатацию обычно выполняется профессиональной инженерной группой, включая многочисленные испытания и корректировки таких параметров, как чистота газа, давление и расход, в конечном итоге отвечая требованиям проекта и стандартам заказчика.
С постоянными изменениями в промышленных требованиях и технологическими достижениями конструкция оборудования для глубокого криогенного разделения воздуха также постоянно оптимизируется. Будущее оборудование для глубокого криогенного разделения воздуха будет уделять больше внимания интеллекту и экологичности. Внедряя передовые сенсорные технологии и технологии Интернета вещей (IoT), оборудование может осуществлять удаленный мониторинг и управление и может более эффективно оптимизировать потребление энергии. Кроме того, применение новых материалов, таких как эффективные теплообменные материалы и более устойчивые к низким температурам конструкционные материалы, еще больше повысит производительность и срок службы оборудования. В контексте непрерывного преобразования энергетической структуры оборудование для глубокого криогенного разделения воздуха также будет шире использоваться в производстве чистой энергии, такой как водород, способствуя достижению цели углеродной нейтральности.
Если вам нужна помощь с кислородом/азотом, свяжитесь с нами:
Анна Тел./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Время публикации: 23 июня 2025 г.