Happitehdas

 

Yleiskatsaus

Industrial Purity Nitrogen Plant yhdistää ilman puristuksen, adsorptiopuhdistuksen ja kryogeenisen tislauksen. Ne tuottavat typpeä jopa 99,999 prosentin puhtausasteella.

Typentuotantojärjestelmät ovat turvallisia, luotettavia ja helppoja käyttää ja huoltaa. Vaihtoehtoja on useita asiakkaan tarpeiden mukaan. Ne voivat sisältää esimerkiksi valmiushaihduttimen ja varastolaitteen käytettävyyden ja luotettavuuden parantamiseksi tai nestemäisen yhteistuotantolaitteen täydentämään valmiustilassa olevaa nesteen varastointilaitetta. Samoin typentuotantojärjestelmä voi optimoida investointikustannukset (capex) ja käyttökustannukset (OPEX) asiakkaiden vaatimusten mukaisesti. Nämä laitteet on täysin pakattu nopeaa asennusta varten.

 

1. Happitehdas

 

 

 

2. ASU-induktio: Ilmanerotuslaitteisto erottaa ilman ilmakehästä sen pääkomponentteihin, yleensä typeksi ja hapeksi, ja joskus argoniksi ja muihin harvinaisiin ja inertteihin kaasuihin.

 

 

 

3. Tuotantoprosessi:

 

Alhaisten tislauslämpötilojen saavuttamiseksi ilmanerotusyksikkö vaatii jäähdytyssyklin, joka toimii Joule-Thomson-ilmiön kautta, ja jäähdytyslaitteet on pidettävä eristävässä kotelossa (kutsutaan usein "kylmälaatikoksi"). Kaasun jäähdyttäminen vaatii suuren määrän energiaa, jotta tämä jäähdytysjakso toimisi, ja sen saa aikaan ilmakompressori. Nykyaikaiset ASU:t käyttävät jäähdytykseen paisuntaturbiineja; laajentimen teho auttaa ohjaamaan ilmakompressoria, mikä lisää tehokkuutta. Prosessi sisältää seuraavat päävaiheet

 

 

 

Tavallaan. Ennen puristamista ilma esisuodatetaan pölyn poistamiseksi.

 

 

 

b. Ilmaa puristetaan ja lopullisen syöttöpaineen määrää tuotteen talteenottonopeus ja nestetila (kaasu tai neste). Tyypilliset painealueet ovat 5-10 barin mittari. Ilmavirtaa voidaan myös puristaa eri paineisiin ASU:n tehokkuuden lisäämiseksi. Puristusprosessin aikana vesi tiivistyy ulos vaiheiden välisessä jäähdyttimessä.

 

 

 

C. Prosessiilma johdetaan tyypillisesti molekyyliseulapedin läpi poistamaan kaikki jäännösvesihöyry ja hiilidioksidi, jotka voivat jäätyä ja tukkia kryogeenisiä laitteita. Molekyyliseulat on yleensä suunniteltu poistamaan kaikki kaasumaiset hiilivedyt ilmasta, koska ne voivat olla ongelma myöhemmissä ilmatislauksissa, mikä voi johtaa räjähdyksiin. Molekyyliseulapeti on regeneroitava. Tämä tehdään asentamalla useita yksiköitä, jotka toimivat vuorotellen ja käyttämällä kuivaa yhteistuotannon poistokaasua veden desorboimiseksi.

 

 

 

d. Prosessiilma kulkee integroidun lämmönvaihtimen (yleensä levylamellilämmönvaihtimen) läpi ja jäähtyy matalan lämpötilan tuotevirtaa (ja jätevirtaa vastaan). Osa ilmasta nesteytyy muodostaen happipitoista nestettä. Jäljelle jäävä kaasu rikastetaan typellä ja tislataan lähes puhtaaksi typeksi (tyypillisesti < 1 ppm) korkeapainetislauskolonnissa (HP). Tämän kolonnin lauhdutin vaatii jäähdytystä, joka saadaan paisuttamalla happirikkaampaa virtaa edelleen venttiilin tai paisuntalaitteen (käänteiskompressorin) kautta.

 

 

 

e. Vaihtoehtoisesti, kun ASU tuottaa puhdasta happea, lauhdutin voidaan jäähdyttää vaihtamalla lämpöä kiehuttimella matalapaineisessa (LP) tislauskolonnissa (toimii 1.2-1,3 baarin absoluuttisella paineella). Puristuskustannusten minimoimiseksi HP/LP-kolonnin yhdistetyn lauhduttimen/jälleenkeittimen on toimittava vain 1-2 Kelvin-asteen lämpötilaerolla, mikä vaatii levyripajuotetun alumiinilämmönvaihtimen. Tyypillinen hapen puhtaus vaihtelee 97,5 prosentista 99,5 prosenttiin ja vaikuttaa maksimaaliseen hapen talteenottoon. Nestemäisten tuotteiden valmistukseen tarvittava jäähdytys saadaan JT-ilmiön avulla paisuntasäiliössä, joka syöttää paineilmaa suoraan matalapainekolonniin. Siksi osa ilmasta ei erotu, ja sen on poistuttava matalapainekolonnin yläosasta jätevirtana.

 

 

 

F. Koska argonin kiehumispiste (87,3 K standardiolosuhteissa) on hapen (90,2 K) ja typen (77,4 K) välillä, argon kerääntyy matalapainekolonnin alaosaan. Argonia valmistettaessa höyryn puoleinen veto vedetään matalapainekolonnista, jossa argonpitoisuus on suurin. Se lähetetään toiseen kolonniin rektifioimaan argon haluttuun puhtauteen, josta neste palautetaan samaan paikkaan LP-kolonnissa. Alle 1 ppm:n argonin puhtaus voidaan saavuttaa käyttämällä nykyaikaista strukturoitua pakkausta, jossa painehäviö on erittäin pieni. Vaikka argonia on syötössä alle 1 prosentti, argonilmakolonni vaatii paljon energiaa johtuen argonkolonnissa vaaditusta korkeasta palautussuhteesta (noin 30). Argonkolonnin jäähdytys voidaan tarjota kylmälaajennetulla rikkaalla nestemäisellä tai nestemäisellä typellä.

 

 

 

G. Lopuksi kaasumaisessa muodossa tuotettu tuote kuumennetaan ympäröivään lämpötilaan sisääntulevassa ilmassa. Tämä vaatii huolella suunniteltua lämpöintegraatiota, jossa on otettava huomioon kestävyys häiriöille (molekyyliseulapetien vaihdon vuoksi). Käynnistyksen aikana voidaan tarvita myös ulkoista lisäjäähdytystä.

 

Suositut Tagit: happikasvi