Глибоке кріогенне розділення повітря – це процес, який відділяє кисень, азот та інші гази від повітря за допомогою низькотемпературної технології. Як передовий метод виробництва промислового газу, глибоке кріогенне розділення повітря широко використовується в таких галузях, як металургія, хімічна інженерія та електроніка. Проектування повного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря вимагає не лише технічної точності, але й дотримання промислових стандартів та вимог замовників для забезпечення стабільної роботи та економічних вигод. У цій статті будуть розглянуті вимоги до проектування повного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря, охоплюючи основні конструктивні міркування, інженерні моменти та запобіжні заходи у практичному застосуванні.
1. Основні вимоги до дизайну
Під час проектування комплексного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря першими основними вимогами, які необхідно визначити, є виробнича потужність, стан неочищеного повітря, чистота та кількість продукту тощо. Залежно від різних сфер застосування, виробнича потужність комплексного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря значно варіюється, зазвичай коливаючись від сотень до тисяч кубічних метрів на годину. Крім того, домішки в неочищеному повітрі, такі як волога та вуглекислий газ, необхідно видалити за допомогою етапу попередньої обробки, щоб забезпечити можливість обладнання виконувати глибокі кріогенні операції в стабільних та безперешкодних умовах. Тому проектування системи попередньої обробки повинно повністю враховувати рівень забруднюючих речовин у місцевому повітрі та робоче середовище обладнання.
2. Міркування щодо проектування системи
Процес проектування обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря включає кілька ключових систем, включаючи систему стиснення, систему теплообміну, систему роздільної вежі та систему дистиляції. Конструкція системи стиснення повинна забезпечувати ефективне та надійне постачання повітря високого тиску, придатного для глибокого кріогенного розділення. Теплообмінники є основними компонентами, що забезпечують реалізацію глибокого кріогенного процесу, що вимагає високої теплової ефективності. Зазвичай для забезпечення ефективної теплопередачі та рівномірного потоку газу використовуються пластинчасто-ребристі теплообмінники. Водночас конструкція роздільної вежі та системи дистиляції повинна відповідати вимогам до чистоти продукту, тому вибір насадки, тарілок та оптимізація умов процесу дистиляції також є особливо важливими. У дистиляційній вежі різні газові компоненти ефективно розділяються шляхом багаторазових процесів теплообміну та конденсації-випаровування, утворюючи високочисті газоподібні кисень, азот або аргон.
3. Системи автоматизації та управління
Автоматизоване керування є невід'ємною частиною проектування систем глибокого кріогенного розділення повітря. Сучасне комплексне обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря зазвичай інтегрує повністю автоматизовану систему керування для досягнення точного контролю таких параметрів, як температура, тиск і витрата. Це не тільки значно зменшує експлуатаційні труднощі, але й підвищує безпеку та стабільність системи. Система керування процесом зазвичай складається з ПЛК (програмованого логічного контролера) та РСУ (розподіленої системи керування), які збирають ключові параметри в режимі реального часу для керування та оптимізації, забезпечуючи стабільну роботу обладнання за різних умов навантаження. Щоб впоратися з надзвичайними ситуаціями, система керування також повинна мати можливості діагностики несправностей, здатні оперативно виявляти потенційні проблеми та вживати відповідних заходів.
4. Міркування щодо енергозбереження та захисту довкілля
Енергозбереження є важливим фактором при проектуванні обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря. Ефективне проектування компресорів і теплообмінників відіграє значну роль у зниженні споживання енергії. Крім того, рекуперація відпрацьованого тепла є поширеним заходом енергозбереження, який може використовувати відпрацьоване тепло від холодильного процесу для забезпечення енергетичної підтримки інших процесів, тим самим підвищуючи загальну ефективність використання енергії. З точки зору захисту навколишнього середовища, проектування глибокого кріогенного розділення повітря повинно повністю враховувати потенційні проблеми забруднення навколишнього середовища у виробничому процесі, такі як шумове забруднення та викиди вихлопних газів. На етапі проектування необхідно додати обробку звукоізоляції та належні плани очищення вихлопних газів, щоб відповідати відповідним нормам та стандартам охорони навколишнього середовища.
5. Економічно ефективність та вибір обладнання
Оцінка економічної ефективності повного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря безпосередньо впливає на його проектування та вибір. З метою задоволення виробничих вимог, вибір та масштаб обладнання повинні бути якомога нижчими з точки зору початкових інвестиційних та експлуатаційних витрат. Вибір виробничих матеріалів, ефективність теплообміну, типи компресорів та вибір технологічного потоку є ключовими факторами, що впливають на економічну ефективність. Правильний вибір обладнання не тільки зменшує початкові інвестиції, але й ефективно знижує витрати на технічне обслуговування та експлуатацію в довгостроковій перспективі, тим самим досягаючи вищої економічної віддачі під час виробничого процесу.
6. Встановлення та введення в експлуатацію на місці
Проектування повного обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря не обмежується етапом креслення; воно також повинно враховувати вимоги до встановлення та введення в експлуатацію на місці. Під час етапу встановлення необхідно забезпечити точне вирівнювання кожного компонента, щоб уникнути витоків у місцях з'єднання труб. Під час процесу введення в експлуатацію потрібна комплексна перевірка робочого стану кожної системи, щоб переконатися, що обладнання працює в оптимальному стані. Через складність обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря, введення в експлуатацію зазвичай виконується професійною інженерною командою, включаючи численні випробування та коригування таких параметрів, як чистота газу, тиск і швидкість потоку, що зрештою відповідає вимогам проекту та стандартам замовника.
З огляду на постійні зміни у промислових вимогах та технологічний прогрес, конструкція обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря також постійно оптимізується. Майбутнє обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря буде приділяти більше уваги інтелекту та екологічності. Завдяки впровадженню передових технологій сенсорного контролю та технологій Інтернету речей (IoT), обладнання може здійснювати дистанційний моніторинг та управління, а також ефективніше оптимізувати споживання енергії. Крім того, застосування нових матеріалів, таких як ефективні матеріали теплообмінника та більш стійкі до низьких температур конструкційні матеріали, ще більше підвищить продуктивність та термін служби обладнання. У контексті постійної трансформації енергетичної структури обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря також буде ширше використовуватися у виробництві чистої енергії, такої як водень, сприяючи досягненню мети вуглецевої нейтральності.
Якщо у вас є потреби в кисні/азоті, будь ласка, зв'яжіться з нами:
Анна Тел./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Час публікації: 23 червня 2025 р.