Cryogene luchtscheiding stikstofproductie is een traditionele stikstofproductiemethode met een geschiedenis van tientallen jaren. Het gebruikt lucht als grondstof, comprimeert en zuivert het, en gebruikt vervolgens warmte-uitwisseling om de lucht vloeibaar te maken tot vloeibare lucht. Vloeibare lucht is hoofdzakelijk een mengsel van vloeibare zuurstof en vloeibare stikstof. Met behulp van de verschillende kookpunten van vloeibare zuurstof en vloeibare stikstof wordt stikstof verkregen door deze te scheiden door de destillatie van vloeibare lucht.
Typische processtroom
Het hele proces bestaat uit luchtcompressie en -zuivering, luchtscheiding en verdamping van vloeibare stikstof.
1. Luchtcompressie en -zuivering
Nadat de lucht door het luchtfilter is ontdaan van stof en mechanische onzuiverheden, komt deze de luchtcompressor binnen, wordt deze tot de vereiste druk gecomprimeerd en vervolgens naar de luchtkoeler gestuurd om de luchttemperatuur te verlagen. Vervolgens gaat het de luchtdroogreiniger binnen om vocht, kooldioxide, acetyleen en andere koolwaterstoffen uit de lucht te verwijderen.
2. Luchtscheiding
De gezuiverde lucht komt de hoofdwarmtewisselaar in de luchtscheidingstoren binnen, wordt door het refluxgas (productstikstof, afvalgas) tot de verzadigingstemperatuur gekoeld en naar de bodem van de destillatietoren gestuurd. Stikstof wordt aan de bovenkant van de toren verkregen en de vloeibare lucht wordt gesmoord en verzonden. Het komt de condensatieverdamper binnen om te verdampen, en tegelijkertijd wordt een deel van de stikstof die uit de rectificatietoren wordt gestuurd gecondenseerd. Een deel van de gecondenseerde vloeibare stikstof wordt gebruikt als refluxvloeistof van de rectificatietoren, en het andere deel wordt gebruikt als vloeibaar stikstofproduct en verlaat de luchtscheidingstoren.
Het uitlaatgas uit de condensatieverdamper wordt door de hoofdwarmtewisselaar opnieuw verwarmd tot ongeveer 130 K en komt de expander binnen voor expansie en koeling om koelcapaciteit voor de luchtscheidingstoren te verschaffen. Een deel van het geëxpandeerde gas wordt gebruikt voor regeneratie en koeling van de moleculaire zeef en wordt vervolgens via de geluiddemper afgevoerd. sfeer.
3. Verdamping van vloeibare stikstof
De vloeibare stikstof uit de luchtscheidingstoren wordt opgeslagen in de opslagtank voor vloeibare stikstof. Wanneer de luchtscheidingsapparatuur wordt geïnspecteerd, komt de vloeibare stikstof in de opslagtank de verdamper binnen en wordt verwarmd voordat deze naar de productstikstofpijpleiding wordt gestuurd.
Cryogene stikstofproductie kan stikstof produceren met een zuiverheid van ≧99,999%.
zuiverheid
Cryogene stikstofproductie kan stikstof produceren met een zuiverheid van ≧99,999%. De stikstofzuiverheid wordt beperkt door de stikstofbelasting, het aantal trays, de efficiëntie van de trays en de zuurstofzuiverheid in vloeibare lucht, enz., en het aanpassingsbereik is klein.
Daarom is voor een set cryogene stikstofproductieapparatuur de productzuiverheid in principe zeker en lastig aan te passen.
Hoofduitrusting inbegrepen in het cryogene stikstofgeneratorapparaat
1. Luchtfiltratie
Om de slijtage van het mechanische bewegende oppervlak in de luchtcompressor te verminderen en de luchtkwaliteit te garanderen, moet de lucht, voordat deze de luchtcompressor binnengaat, eerst door het luchtfilter gaan om stof en andere onzuiverheden daarin te verwijderen. De luchtinlaat van luchtcompressoren maakt meestal gebruik van filters met grof rendement of filters met gemiddeld rendement.
2. Luchtcompressor
Volgens het werkingsprincipe kunnen luchtcompressoren worden onderverdeeld in twee categorieën: volumetrisch en snelheid. Luchtcompressoren maken meestal gebruik van luchtcompressoren met zuigerzuigers, centrifugaalluchtcompressoren en schroefluchtcompressoren.
3. Luchtkoeler
Het wordt gebruikt om de temperatuur van de perslucht te verlagen voordat deze de luchtdroogreiniger en de luchtscheidingstoren binnengaat, grote schommelingen in de temperatuur die de toren binnenkomt te voorkomen en het grootste deel van het vocht in de perslucht te laten neerslaan. Stikstofwaterkoelers (samengesteld uit waterkoeltorens en luchtkoeltorens: de waterkoeltoren gebruikt het afvalgas van de luchtscheidingstoren om het circulerende water te koelen, en de luchtkoeltoren gebruikt het circulerende water van de waterkoeltoren om het water te koelen lucht), Freon-luchtkoeler.
4. Luchtdroger en luchtreiniger
Perslucht bevat na passage door de luchtkoeler nog steeds een bepaalde hoeveelheid vocht, kooldioxide, acetyleen en andere koolwaterstoffen. Bevroren vocht en kooldioxide dat zich in de luchtscheidingstoren afzet, verstoppen de kanalen, leidingen en kleppen. Acetyleen hoopt zich op in de vloeibare zuurstof en er bestaat explosiegevaar. Stof verslijt de werkende machines. Om de veilige werking van de luchtscheidingsunit op lange termijn te garanderen, moet speciale zuiveringsapparatuur worden opgesteld om deze onzuiverheden te verwijderen. De meest gebruikelijke methoden voor luchtzuivering zijn adsorptie en bevriezing. Moleculaire zeefadsorptiemethode wordt veel gebruikt in kleine en middelgrote stikstofgeneratoren in China.
Stikstofproductiefabrikanten - China Stikstofproductiefabriek en leveranciers (xinfatools.com)
5. Luchtscheidingstoren
De luchtscheidingstoren omvat hoofdzakelijk de hoofdwarmtewisselaar, de condensor, de destillatietoren, de condensatieverdamper, enz. De hoofdwarmtewisselaar, de condensatieverdamper en de condensor zijn platenwarmtewisselaars. Het is een nieuw type gecombineerde scheidingswarmtewisselaar met een volledig aluminium metalen structuur. Het gemiddelde temperatuurverschil is erg klein en de efficiëntie van de warmtewisseling bedraagt maar liefst 98-99%. De destillatietoren is een luchtscheidingsapparaat. De soorten torenapparatuur zijn verdeeld volgens de interne onderdelen. Een zeefplaattoren met een zeefplaat wordt een zeefplaattoren genoemd, een borrelkloktoren met een borrelklokplaat wordt een borrelkloktoren genoemd en een gepakte toren met gestapelde pakking wordt een zeefplaattoren genoemd. De zeefplaat heeft een eenvoudige structuur, is gemakkelijk te vervaardigen en heeft een hoge plaatefficiëntie, dus wordt deze veel gebruikt in luchtfractioneringsdestillatietorens. Gepakte torens worden voornamelijk gebruikt voor destillatietorens met een diameter kleiner dan 0,8 meter en een hoogte niet groter dan 7 meter. Bubble cap-torens worden nu zelden gebruikt vanwege hun complexe structuur en productieproblemen.
6. Turbo-expander
Het is een machine met roterende messen die door stikstofgeneratoren wordt gebruikt om koude energie op te wekken. Het is een gasturbine die wordt gebruikt bij lage temperaturen. Turbo-expanders zijn onderverdeeld in het axiale stromingstype, het centripetale radiale stromingstype en het centripetale radiale stromingstype, afhankelijk van de stroomrichting van het gas in de waaier; afhankelijk van de vraag of het gas in de waaier blijft uitzetten, wordt het verdeeld in tegenaanvalstype en impacttype. Voortdurende uitbreiding is een soort tegenaanval. type, het blijft niet uitbreiden en wordt impacttype. Eentraps radiale axiale impactturbine-expanders worden veel gebruikt in luchtscheidingsapparatuur. De cryogene stikstofgenerator met luchtscheiding heeft complexe apparatuur, een groot oppervlak, hoge infrastructuurkosten, hoge eenmalige investeringen in apparatuur, hoge bedrijfskosten, langzame gasproductie (12 tot 24 uur), hoge installatievereisten en een lange cyclus. Rekening houdend met apparatuur-, installatie- en infrastructuurfactoren is de investeringsschaal van PSA-apparatuur met dezelfde specificaties voor apparatuur onder 3500 Nm3/h 20% tot 50% lager dan die van cryogene luchtscheidingsapparatuur. Het cryogene stikstofgeneratorapparaat is geschikt voor grootschalige industriële stikstofproductie, maar middelgrote en kleinschalige stikstofproductie is oneconomisch.
Posttijd: 27 februari 2024
