nhà máy oxy

 

Tổng quan

Nhà máy Nitơ tinh khiết công nghiệp kết hợp nén khí, thanh lọc hấp phụ và chưng cất đông lạnh. Chúng tạo ra nitơ có độ tinh khiết lên đến 99,999 phần trăm.

Các hệ thống tạo nitơ an toàn, đáng tin cậy và dễ vận hành cũng như bảo trì. Một số tùy chọn có sẵn, tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng. Ví dụ: chúng có thể bao gồm một thiết bị lưu trữ và thiết bị bay hơi dự phòng để cải thiện tính khả dụng và độ tin cậy hoặc thiết bị đồng phát chất lỏng để bổ sung cho thiết bị lưu trữ chất lỏng dự phòng. Tương tự, hệ thống tạo nitơ có thể tối ưu hóa chi phí vốn (capex) và chi phí vận hành (OPEX) theo yêu cầu của khách hàng. Các thiết bị này được đóng gói đầy đủ để lắp đặt nhanh chóng.

 

1. Nhà máy oxy

 

 

 

2. Cảm ứng ASU: Thiết bị tách không khí tách không khí ra khỏi khí quyển thành các thành phần chính của nó, thường là nitơ và oxy, và đôi khi là argon và các khí trơ và hiếm khác.

 

 

 

3. Quy trình sản xuất:

 

Để đạt được nhiệt độ chưng cất thấp, thiết bị tách không khí yêu cầu một chu trình làm lạnh hoạt động thông qua hiệu ứng Joule-Thomson và thiết bị làm mát phải được giữ trong vỏ bọc cách nhiệt (thường được gọi là "hộp lạnh"). Việc làm lạnh gas cần một nguồn năng lượng lớn để chu trình làm lạnh này hoạt động và được cung cấp bởi máy nén khí. ASU hiện đại sử dụng tua-bin mở rộng để làm mát; đầu ra của bộ giãn nở giúp truyền động máy nén khí, làm tăng hiệu suất. Quy trình bao gồm các bước chính sau

 

 

 

Một loại. Trước khi được nén, không khí được lọc sơ bộ để loại bỏ bụi.

 

 

 

b. Không khí được nén và áp suất phân phối cuối cùng được xác định bởi tốc độ thu hồi của sản phẩm và trạng thái chất lỏng (khí hoặc chất lỏng). Phạm vi áp suất điển hình nằm trong khoảng từ 5 đến 10 bar. Luồng không khí cũng có thể được nén đến các áp suất khác nhau để tăng hiệu quả của ASU. Trong quá trình nén, nước ngưng tụ trong bộ làm mát giữa các tầng.

 

 

 

C. Không khí trong quy trình thường được đưa qua một lớp sàng phân tử để loại bỏ bất kỳ hơi nước và carbon dioxide còn sót lại nào, những thứ có thể đóng băng và làm tắc nghẽn thiết bị đông lạnh. Các sàng phân tử thường được thiết kế để loại bỏ bất kỳ hydrocacbon dạng khí nào khỏi không khí, vì đây có thể là một vấn đề trong quá trình chưng cất không khí tiếp theo, có khả năng dẫn đến các vụ nổ. Giường sàng phân tử phải được tái tạo. Điều này được thực hiện bằng cách lắp đặt nhiều thiết bị hoạt động ở chế độ luân phiên và sử dụng khí thải đồng sản xuất khô để khử nước.

 

 

 

d. Không khí trong quá trình đi qua một bộ trao đổi nhiệt tích hợp (thường là bộ trao đổi nhiệt dạng tấm) và được làm mát bằng dòng sản phẩm (và chất thải) có nhiệt độ thấp. Một phần không khí hóa lỏng để tạo thành chất lỏng giàu oxy. Khí còn lại được làm giàu nitơ và chưng cất thành nitơ gần như tinh khiết (thường < 1ppm) trong cột chưng cất áp suất cao (HP). Thiết bị ngưng tụ của cột này yêu cầu làm lạnh, có được bằng cách mở rộng dòng giàu oxy hơn nữa qua van hoặc qua bộ giãn nở (máy nén ngược).

 

 

 

đ. Ngoài ra, khi ASU tạo ra oxy tinh khiết, bình ngưng có thể được làm mát bằng cách trao đổi nhiệt với nồi đun lại trong cột chưng cất áp suất thấp (LP) (hoạt động ở 1.2-1.3 bar tuyệt đối). Để giảm thiểu chi phí nén, bộ ngưng tụ/bộ đun sôi lại kết hợp của cột HP/LP phải hoạt động với chênh lệch nhiệt độ chỉ 1-2 độ Kelvin, yêu cầu bộ trao đổi nhiệt bằng nhôm hàn có vây dạng tấm. Độ tinh khiết của oxy điển hình nằm trong khoảng từ 97,5% đến 99,5% và ảnh hưởng đến khả năng thu hồi oxy tối đa. Việc làm lạnh cần thiết để sản xuất các sản phẩm lỏng có được thông qua hiệu ứng JT trong thiết bị giãn nở, cung cấp khí nén trực tiếp vào cột áp suất thấp. Vì vậy, một phần không khí không được tách ra và phải để lại phần trên của cột áp suất thấp dưới dạng dòng thải.

 

 

 

F. Vì điểm sôi của argon (87,3 K trong điều kiện tiêu chuẩn) nằm giữa oxy (90,2 K) và nitơ (77,4 K), nên argon tích tụ ở phần dưới của cột áp suất thấp. Khi sản xuất argon, một mặt hơi được rút ra từ cột áp suất thấp, nơi có nồng độ argon cao nhất. Nó được gửi đến một cột khác để chỉnh lưu argon đến độ tinh khiết mong muốn, từ đó chất lỏng được đưa trở lại cùng một vị trí trong cột LP. Độ tinh khiết argon dưới 1 ppm có thể đạt được bằng cách sử dụng hệ thống đóng gói có cấu trúc hiện đại với độ giảm áp suất rất thấp. Mặc dù argon có mặt trong nguồn cấp dữ liệu ở mức dưới 1 phần trăm , nhưng cột argon khí cần rất nhiều năng lượng do tỷ lệ hồi lưu cao (khoảng 30) được yêu cầu trong cột argon. Làm mát cột argon có thể được cung cấp bằng nitơ lỏng hoặc lỏng giàu giàu giãn nở lạnh.

 

 

 

G. Cuối cùng, sản phẩm được tạo ra ở dạng khí được làm nóng đến nhiệt độ môi trường trong không khí đi vào. Điều này đòi hỏi sự tích hợp nhiệt được thiết kế cẩn thận, phải tính đến khả năng chống nhiễu (do chuyển đổi của các lớp sàng phân tử). Việc làm mát bổ sung bên ngoài cũng có thể được yêu cầu trong quá trình khởi động.

 

Chú phổ biến: nhà máy oxy