Zařízení separace vzduchu hrají důležitou roli v chemických podnicích a jsou také nepostradatelným podpůrným zařízením ve výrobním procesu chemických podniků. Tento článek stručně představuje tři běžné toky separace vzduchu v chemických podnicích. Každá chemická rostlina by si měla vybrat příslušný tok procesu separace vzduchu podle jeho skutečné situace, aby bylo dosaženo účelu snížení spotřeby energie a zlepšení ekonomických přínosů.
Obsah
1 Proces separace adsorpce tlakového výkyvu
2. proces separace membrány
3. Proces destilace nízké teploty
4. závěr
1 Proces separace adsorpce tlakového výkyvu
Adsorpční věž vybavená molekulárním sítem je hlavní součástí procesu separace adsorpce tlaku. V mikropórech molekulárního síta mají různé komponenty odlišnou rychlost difúze a adsorpce, čímž si uvědomují separaci dusíku a kyslíku. Pokud adsorpce nedosáhne rovnováhy, bude v plynné fázi obohacen dusík nebo kyslík a vytvoří odpovídající plyn produktu. Poté se tlak sníží, odstraní se adsorbované nečistoty a odpadní plyn a regenerace lze dosáhnout.
V zařízení separace adsorpce tlaku jsou dvě adsorpční věže. Funkcí první adsorpční věže je adsorb dusík nebo kyslík a funkcí druhé adsorpční věže je desorpce a regenerace. Obě adsorpční věže mohou fungovat střídavě pod působením pneumatických ventilů, čímž nepřetržitě produkují dusík nebo kyslík. Otevření a uzavření pneumatického ventilu je automaticky ovládáno hlavně regulátorem programu PLC.
Výhodou procesu separace adsorpce tlaku jsou stabilní provozní parametry, nízká spotřeba energie a pohodlná údržba. Většina z nich jsou kombinované struktury namontované na smyku, které mohou realizovat bezpilotní operaci. Ale jeho nevýhody jsou také velmi zřejmé. Produkovaný dusík nebo kyslík má špatnou čistotu a nízký tlak plynu. Čistota produktu bude mít velký dopad na velikost a kapacitu vybavení. Je to proto, že proces adsorpce tlaku separace tlaku je měřítko samotného procesu relativně malý. Obecně platí, že minimální tlak plynu adsorpčního produktu tlaku je asi 0. 4MPA, maximální tlak plynu je asi 0. 8MPA, čistota dusíku může dosáhnout 95%~ 99,9%a čistota kyslíku může dosáhnout 93%± 2%. Podle současné domácí technické úrovně může maximální produkční kapacita dusíku maximálního tlaku v jedné sadě produktů dosáhnout 1 000 nm/h a produkce adsorpce kyslíku s maximálním tlakem je často obtížné dosáhnout 500 nm/h. Současný zralý produkt má kapacitu produkce dusíku pouze 600 NmH, když čistota dusíku dosáhne nebo přesahuje 99,99%a kapacita produkce kyslíku může dosáhnout 6 000 nm²/h ™, když čistota kyslíku je 95%~ 99%.
2. proces separace membrány
Různé plyny mají v membráně různé koeficienty difúze a rozpustnosti, na základě toho, které lze provádět separaci plynu, což je také technický princip technologie separace membrány. Smíšený plyn vytváří různé rychlosti pronikání při působení tlakového rozdílu mezi tlakem a hnací silou na obou stranách membrány. Oxid uhličitý, vodík, vodní pára a kyslík mají rychlejší propustné rychlosti, které budou obohaceny na permeační straně membrány. Argon a dusík mají pomalejší míru propuštění, které budou zachovány a obohaceny na retenční straně, čímž se dosáhne separace smíšeného plynu.
Výhodou procesu separace membrány jsou rychlá rychlost startupu, malá stopa, nízká spotřeba energie, nízký hluk, struktura kompaktního zařízení a bezpilotní provoz. Struktura separačního zařízení membrány je relativně jednoduchá. Může být vyroben na typ kontejneru, smyk namontovaný nebo typ krabice. Je relativně pohodlné nainstalovat. Kvalifikovaný produktový plyn lze poskytnout do 5 až 15 minut a má rychlejší provozní rychlost. Avšak vzhledem k jednoduché struktuře zařízení bude kvalita membrány přímo ovlivnit kvalitu membrány. Ovlivnit životnost zařízení membrány. A jakmile membrána stárne, je nepohodlné jej nahradit nebo opravit. Další nevýhodou procesu separace membrány je to, že má omezenou separační kapacitu a nízkou čistotu produktového plynu. Čistota dusíkových produktů je asi 95%~ 99%a čistota kyslíkových produktů je asi 45%. Často se používá v průmyslových odvětvích, která nevyžadují vysokou čistotu produktového plynu, jako je zdravotnický průmysl, průmysl čištění odpadních vod a spalování obohacené o kyslík atd.
3. Proces destilace nízké teploty
Dusík a kyslík mají různé body varu. Pomocí této charakteristiky lze dusík a kyslík oddělit procesem destilace nízké teploty. Bod varu plynu je ovlivněn teplotou a tlakem. V destilačním procesu se prostředí s nízkou teplotou a vysokotlakém prostředí nejprve používá k zkapalnění vzduchu a potom se destilační věž použije pro přenos hmoty a přenos tepla na oddělený dusík a kyslík ve vzduchu.
Výhodou procesu destilace nízké teploty jsou dostatečný tlak plynu, vysoká čistota plynu a výroba velkého plynu, což může vyhovovat výrobním potřebám chemických podniků. Podniky však mají nevýhody rozsahu úpravy malého zatížení, dlouhého času spuštění a komplexního provozu. Je vhodnější, když je vyžadováno stabilní množství a velká dávka nepřetržitého přívodu plynu. S rozvojem průmyslu byl zaveden systém kontroly DCS do kryogenní destilační procesu, který do jisté míry zlepšil jeho nedostatky. Na základě potřeb uživatelů má kryogenní proces destilace následující procesní toky.
(1) Plná destilace bez vodíku za vzniku argonu.
Plná destilace bez vodíku za účelem výroby argonové technologie je založena na strukturované technologii balení a používá se hlavně ve velkém a středně velkém vybavení. Jeho účelem je získat produktový argon. Procesní tok má nejprve získat proces argonu prostřednictvím tradičního procesu a poté provést destilaci nízké teploty na procesu argonu, aby se z něj odstranil dusík, aby se získal požadovaný produkt argonu. Jeho výhody jsou pohodlný provoz, jednoduchý proces, stabilní a bezpečný a vysoká čistota plynu. Má však nízkou spolehlivost, během procesu přípravy spotřebovává vodík, generuje vysoké náklady a má vysoké riziko.
(2) Strukturované balení.
Strukturované balení má tři výhody: Za prvé, má nízkou spotřebu energie a může provádět nepřetržitou výměnu tepla. Povrch balení tvoří kapalný film v důsledku refluxní kapaliny, čímž se snižuje odolnost horní věže. Mezi párou a kapalinou existují různé průtokové cesty, což výrazně snižuje odolnost proti hornímu věži balení. Za druhé, argon, dusík a kyslík mají vysokou míru separace. Provozní tlak horní věže může být snížen o 15%~ 20%a tlak dolní věže může být snížen, což vede k separaci argonu, dusíku a kyslíku, čímž se zlepšuje rychlost extrakce plynu. Může zvýšit rychlost extrakce argonu o 5%~ 10%a rychlost extrakce kyslíku o 1%~ 3%. Zatřetí, může být provozován a změněn v širokém rozsahu. Kontaktní plyn-kapalina zabalená věž je spojitá a zabalená věž má malý objem držení, takže může v určitém rozsahu provést velké změny. Zabalená věž má rozsah zátěže 40%~ 120%a rychlejší operaci proměnné provozní podmínky.
4. závěr
Tento článek stručně představuje tři procesy separace vzduchu, které se běžně používají v současných chemických společnostech. Tyto tři toky separace vzduchu mají své vlastní výhody a nevýhody. Chemické společnosti by si měly vybrat příslušný tok separace vzduchu podle jejich skutečných potřeb a neustále zlepšovat technologii separace vzduchu.
