Ang cryogenic air separation nitrogen production ay isang tradisyonal na paraan ng produksyon ng nitrogen na may kasaysayan ng ilang dekada. Gumagamit ito ng hangin bilang hilaw na materyal, pinipiga at dinadalisay ito, at pagkatapos ay gumagamit ng heat exchange upang tunawin ang hangin sa likidong hangin. Ang likidong hangin ay pangunahing pinaghalong likidong oxygen at likidong nitrogen. Gamit ang iba't ibang mga punto ng kumukulo ng likidong oxygen at likidong nitrogen, ang nitrogen ay nakukuha sa pamamagitan ng paghihiwalay sa kanila sa pamamagitan ng distillation ng likidong hangin.
Karaniwang daloy ng proseso
Ang buong proseso ay binubuo ng air compression at purification, air separation, at liquid nitrogen vaporization.
1. Air compression at purification
Matapos malinis ang hangin mula sa alikabok at mga mekanikal na dumi ng filter ng hangin, pumapasok ito sa air compressor, pinipiga sa kinakailangang presyon, at pagkatapos ay ipinadala sa air cooler upang bawasan ang temperatura ng hangin. Pagkatapos ay pumapasok ito sa air drying purifier para alisin ang moisture, carbon dioxide, acetylene at iba pang hydrocarbons sa hangin.
2. Paghihiwalay ng hangin
Ang purified air ay pumapasok sa pangunahing heat exchanger sa air separation tower, pinalamig sa temperatura ng saturation ng reflux gas (product nitrogen, waste gas), at ipinadala sa ilalim ng distillation tower. Ang nitrogen ay nakukuha sa tuktok ng tore, at ang likidong hangin ay na-throttle at ipinadala Ito ay pumapasok sa condensation evaporator upang mag-evaporate, at sa parehong oras, ang bahagi ng nitrogen na ipinadala mula sa rectification tower ay pinalapot. Ang bahagi ng condensed liquid nitrogen ay ginagamit bilang reflux liquid ng rectification tower, at ang iba pang bahagi ay ginagamit bilang liquid nitrogen product at umalis sa air separation tower.
Ang maubos na gas mula sa condensation evaporator ay pinainit sa humigit-kumulang 130K ng pangunahing heat exchanger at pumapasok sa expander para sa pagpapalawak at pagpapalamig upang magbigay ng kapasidad sa paglamig para sa air separation tower. Ang bahagi ng pinalawak na gas ay ginagamit para sa pagbabagong-buhay at paglamig ng molecular sieve, at pagkatapos ay ilalabas sa pamamagitan ng silencer. kapaligiran.
3. Liquid nitrogen vaporization
Ang likidong nitrogen mula sa air separation tower ay naka-imbak sa liquid nitrogen storage tank. Kapag ang air separation equipment ay siniyasat, ang likidong nitrogen sa storage tank ay pumapasok sa vaporizer at pinainit bago ipadala sa product nitrogen pipeline.
Ang produksyon ng cryogenic nitrogen ay maaaring makagawa ng nitrogen na may kadalisayan na ≧99.999%.
kadalisayan
Ang produksyon ng cryogenic nitrogen ay maaaring makagawa ng nitrogen na may kadalisayan na ≧99.999%. Ang kadalisayan ng nitrogen ay nalilimitahan ng pagkarga ng nitrogen, bilang ng mga tray, kahusayan ng tray at kadalisayan ng oxygen sa likidong hangin, atbp., at maliit ang saklaw ng pagsasaayos.
Samakatuwid, para sa isang set ng cryogenic nitrogen production equipment, ang kadalisayan ng produkto ay karaniwang tiyak at hindi maginhawa upang ayusin.
Pangunahing kagamitan na kasama sa cryogenic nitrogen generator device
1. Pagsala ng hangin
Upang mabawasan ang pagkasira ng mekanikal na gumagalaw na ibabaw sa loob ng air compressor at matiyak ang kalidad ng hangin, bago pumasok ang hangin sa air compressor, kailangan muna itong dumaan sa air filter upang maalis ang alikabok at iba pang mga dumi na nakapaloob dito. Ang air intake ng mga air compressor ay kadalasang gumagamit ng coarse-efficiency filter o medium-efficiency na filter.
2. Air compressor
Ayon sa prinsipyo ng pagtatrabaho, ang mga air compressor ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: volumetric at bilis. Ang mga air compressor ay kadalasang gumagamit ng reciprocating piston air compressors, centrifugal air compressors at screw air compressors.
3. Air cooler
Ito ay ginagamit upang bawasan ang temperatura ng naka-compress na hangin bago pumasok sa air drying purifier at air separation tower, maiwasan ang malalaking pagbabago sa temperatura na pumapasok sa tore, at maaaring mag-precipitate ng karamihan sa moisture sa compressed air. Nitrogen water cooler (binubuo ng mga water cooling tower at air cooling tower: ginagamit ng water cooling tower ang basurang gas mula sa air separation tower upang palamig ang umiikot na tubig, at ang air cooling tower ay gumagamit ng circulating water mula sa water cooling tower upang palamig ang hangin), Freon air cooler .
4. Air dryer at purifier
Ang naka-compress na hangin ay naglalaman pa rin ng isang tiyak na halaga ng kahalumigmigan, carbon dioxide, acetylene at iba pang mga hydrocarbon pagkatapos na dumaan sa air cooler. Ang frozen na kahalumigmigan at carbon dioxide na idineposito sa air separation tower ay haharang sa mga channel, pipe at valve. Naiipon ang acetylene sa likidong oxygen at may panganib ng pagsabog. Mapapawi ng alikabok ang operating machinery. Upang matiyak ang pangmatagalang ligtas na operasyon ng air separation unit, kailangang mag-set up ng mga espesyal na kagamitan sa paglilinis upang alisin ang mga dumi na ito. Ang pinakakaraniwang paraan ng paglilinis ng hangin ay adsorption at pagyeyelo. Ang molecular sieve adsorption method ay malawakang ginagamit sa maliliit at katamtamang laki ng nitrogen generators sa China.
5. Air separation tower
Pangunahing kasama sa air separation tower ang pangunahing heat exchanger, liquefier, distillation tower, condensing evaporator, atbp. Ang pangunahing heat exchanger, condensing evaporator at liquefier ay plate-warped heat exchanger. Ito ay isang bagong uri ng pinagsamang partition heat exchanger na may all-aluminum metal na istraktura. Ang average na pagkakaiba sa temperatura ay napakaliit at ang kahusayan sa pagpapalitan ng init ay kasing taas ng 98-99%. Ang distillation tower ay isang air separation equipment. Ang mga uri ng kagamitan sa tower ay nahahati ayon sa mga panloob na bahagi. Ang sieve plate tower na may sieve plate ay tinatawag na sieve plate tower, ang bubble cap tower na may bubble cap plate ay tinatawag na bubble cap tower, at ang naka-pack na tore na may stacked packing ay tinatawag na sieve plate tower. Ang sieve plate ay may simpleng istraktura, madaling gawin, at may mataas na plate efficiency, kaya malawak itong ginagamit sa air fractionation distillation tower. Ang mga naka-pack na tower ay pangunahing ginagamit para sa mga distillation tower na may diameter na mas mababa sa 0.8m at isang taas na hindi hihigit sa 7m. Ang mga bubble cap tower ay bihira na ngayong ginagamit dahil sa kanilang kumplikadong istraktura at mga kahirapan sa pagmamanupaktura.
6. Turboexpander
Ito ay isang umiikot na blade machine na ginagamit ng mga generator ng nitrogen upang makabuo ng malamig na enerhiya. Ito ay isang gas turbine na ginagamit sa ilalim ng mababang kondisyon ng temperatura. Ang mga turboexpander ay nahahati sa uri ng axial flow, uri ng daloy ng centripetal radial at uri ng daloy ng centripetal radial ayon sa direksyon ng daloy ng gas sa impeller; ayon sa kung patuloy na lumalawak ang gas sa impeller, nahahati ito sa uri ng counterattack at uri ng epekto. Ang patuloy na pagpapalawak ay uri ng counterattack. type, hindi ito patuloy na lumalawak at nagiging impact type. Ang single-stage radial axial flow impact turbine expanders ay malawakang ginagamit sa air separation equipment. Ang cryogenic air separation nitrogen generator ay may kumplikadong kagamitan, malaking lugar, mataas na gastos sa imprastraktura, mataas na isang beses na pamumuhunan sa kagamitan, mataas na gastos sa pagpapatakbo, mabagal na produksyon ng gas (12 hanggang 24 na oras), mataas na kinakailangan sa pag-install, at mahabang cycle. Isinasaalang-alang ang mga salik ng kagamitan, pag-install at imprastraktura, ang sukat ng pamumuhunan ng mga kagamitan sa PSA na may parehong mga detalye para sa mga kagamitan na mas mababa sa 3500Nm3/h ay 20% hanggang 50% na mas mababa kaysa sa cryogenic air separation equipment. Ang cryogenic nitrogen generator device ay angkop para sa malakihang pang-industriya na produksyon ng nitrogen, ngunit ang medium at maliit na produksyon ng nitrogen ay hindi matipid.
Oras ng post: Peb-27-2024
