Kako radi postrojenje za proizvodnju kriogenog kisika

Što je kriogeno postrojenje za proizvodnju kisika?
 

Kriogeno postrojenje za proizvodnju kisika industrijsko je postrojenje koje odvaja kisik (a često i dušik i argon) iz okolnog zraka korištenjem ekstremno niskih temperatura za ukapljivanje zraka i zatim primjenom frakcijske destilacije. Ovaj proces, poznat kao kriogeno odvajanje zraka, koristi različite točke ključanja glavnih komponenti zraka za proizvodnju kisika visoke -čistoće za industrijske, medicinske i druge primjene.

 

Kako radi postrojenje za proizvodnju kriogenog kisika?

 

Kompresija zraka
Atmosferski zrak se uvlači i komprimira pomoću više{0}}stupnjevitih kompresora do umjerenog tlaka. shengerhk.com+2hitechgas.com+2

Pročišćavanje
Komprimirani zrak se šalje kroz slojeve molekularnih sita (ili slične jedinice za pročišćavanje) kako bi se uklonila vlaga, ugljični dioksid i ugljikovodici, osiguravajući da je zrak čist prije kriogenog hlađenja.

Predhlađenje i izmjena topline
Pročišćeni zrak prolazi kroz izmjenjivač topline gdje se hladi izmjenom topline s izlaznim kriogenim (hladnim) plinovima. To snižava temperaturu zraka blizu njegove točke ukapljivanja.

Ekspanzija / Hlađenje
Dio hladnog zraka ekspandira se u ekspanderu (ili preko Joule–Thomsonovog ventila), čime se smanjuje njegov tlak i dodatno se hladi. Ova ekspanzija osigurava hlađenje potrebno za postizanje kriogenih temperatura.

Likvefakcija
Nakon dovoljnog hlađenja, dio zraka se kondenzira u tekućinu. Ova tekućina je bogata dušikom i kisikom, ali još nije razdvojena na čiste komponente.

 

Frakcijska destilacija (rektifikacija)
Tekući zrak ulazi u destilacijske kolone (obično dvo-sustav kolone):

ustup visokog{0}}tlaka, dio tekućine se odvaja u pare bogatije dušikom (gore) i tekućinu-obogaćenu kisikom (dno)

ustupac niskog{0}}tlaka, tekućina-obogaćena kisikom dalje se pročišćava. Dušik - koji vrije na nižoj temperaturi - se isparava, dok se kisik koncentrira u tekućoj fazi zbog višeg vrelišta.

Oporavak proizvoda

Kisik: Pročišćeni kisik se povlači, bilo kao hladna tekućina (LOX) ili isparen u plin, ovisno o zahtjevu. hitechgas.com

Dušik: Dušik se može povratiti s vrha destilacijske kolone; u nekim se pogonima isporučuje kao plin ili ukapljeno. YG strojevi

Dodatni plinovi (kao što je argon) mogu se odvojiti preko bočnih stupova ako je potrebno.

Povrat topline i učinkovitost
Izlazni tokovi proizvoda i otpada (kisik, dušik) koriste se u izmjenjivačima topline za hlađenje ulaznog zraka u protu-toku, poboljšavajući energetsku učinkovitost.

 

Izolirana rashladna kutija
Oprema za kriogenu destilaciju (izmjenjivači topline i kolone) smještena je u dobro-izoliranom kućištu (hladnoj kutiji) kako bi se smanjili toplinski gubici.

 

Ključne prednosti kriogenih postrojenja za kisik

●High purity: Capable of producing very pure oxygen (>95% ili više), pogodan za zahtjevne industrijske ili medicinske primjene.

●Proizvodnja-velikih razmjera: Pogodno-za okruženja-visoke potražnje zbog kontinuiranog rada i velikog kapaciteta. shengerhk.com

●Mogućnost više{0}}proizvoda: Jedna biljka često može proizvesti kisik, dušik, pa čak i argon u tekućem i plinovitom obliku. cryomade.com

●Povrat energije: učinkovita integracija topline i ciklusi ekspanzije čine proces energetski-učinkovitijim nego što se inače očekuje.

 

Primjena kriogenih postrojenja za kisik

●Industrijska proizvodnja: Opskrba kisikom za proizvodnju čelika, zavarivanje, proizvodnju stakla i petrokemijske procese.

●Medicina i zdravstvo: Opskrba kisikom visoke-čistoće za bolnice, klinike i hitne službe.

●Znanstvena istraživanja: Pomoćni laboratoriji koji zahtijevaju tekući kisik ili inertne plinove za kriogene eksperimente.

●Energija i okoliš: U postrojenjima za rasplinjavanje, sustavima za izgaranje ili kao dio infrastrukture za -hvatanje ugljika.

 

Zaključak

Postrojenja za kriogenu proizvodnju kisika koriste fiziku niske-temperature i frakcijsku destilaciju za razdvajanje zraka u plinove visoke-čistoće. Kombinacija pročišćavanja, izmjene topline, ekspanzije i destilacije omogućuje ovim postrojenjima isporuku kisika i drugih plinova u velikim količinama, uz visoku čistoću i učinkovitost. Njihov robustan dizajn i fleksibilnost čine ih kritičnim dijelom moderne industrijske plinske infrastrukture.

Često postavljana pitanja kupaca (6 uobičajenih pitanja)

Koja je tipična čistoća kisika koju proizvodi kriogeno postrojenje za proizvodnju kisika?
Cryogenic plants commonly produce oxygen with purities greater than 95%, and some designs reach >99% kisika, ovisno o sustavu frakcioniranja.

 

Koliko je kriogena separacija energetski intenzivna?
Proces zahtijeva značajnu električnu energiju, posebno za kompresiju zraka i ciklus hlađenja. Međutim, učinkoviti povrat topline i ekspanzijske turbine pomažu smanjiti neto potrošnju energije. biosng.com+1

 

Može li jedna biljka proizvoditi i kisik i dušik?
Da. Kriogeno postrojenje za odvajanje zraka obično proizvodi kisik i dušik istovremeno. Također može proizvesti argon ako je konfiguriran s dodatnom destilacijskom kolonom.

 

Zašto je potrebna rashladna kutija?
Hladna kutija sadrži destilacijske kolone i izmjenjivače topline u izoliranom kućištu za održavanje vrlo niskih temperatura i ograničavanje prodora topline, što je ključno za učinkovitost.

 

Kakvu vrstu održavanja zahtijeva kriogeno postrojenje za proizvodnju kisika?
Održavanje uključuje redoviti pregled kompresora, slojeva molekularnih sita, strojeva za ekspanziju, integriteta izolacije i sustava za pročišćavanje kako bi se osigurao pouzdan rad i sigurnost.

 

Je li kriogeno postrojenje za kisik ekonomično za-male primjene?
Kriogena postrojenja postaju najekonomičnija u većim razmjerima (visoka potražnja za kisikom), budući da manje tehnologije (poput PSA) mogu biti isplativije-za niske-do-srednje zahtjeve protoka.