Analiżi tal-argon estratt minn unità kbira ta 'separazzjoni tal-arja krijoġenika

Fil-preżent, l-argon jinkiseb prinċipalment permezz ta 'separazzjoni ta' arja kiesħa fil-fond. Jekk unità ta 'separazzjoni ta' l-arja kiesħa fuq skala kbira hija mgħammra b'sistema ta 'argon hija relatata ma' l-investiment u l-konsum ta 'enerġija ta' l-unità. Għal unità mibnija riċentement, jekk tikkonfigurax sistema ta 'argon għandha tkun ibbażata fuq is-sitwazzjoni tas-suq tal-argon fiż-żona fejn tinsab l-unità, flimkien mal-investiment tal-unità u l-livell tal-konsum tal-enerġija, u mbagħad tagħżel skema ta' konfigurazzjoni adattata għall-proġett. B'dan il-mod biss ir-rwol ta 'unità ta' separazzjoni ta 'l-arja jista' jkun użat għal kollox, u allura l-istruttura tal-prodott tal-fabbrika tista 'tiġi ottimizzata biex tinkiseb l-aħjar benefiċċji.
Keywords: Sistema ta 'Argon; suq; konsum tal-enerġija; benefiċċju

Menu tal-kontenut

1. Introduzzjoni
2. Introduzzjoni għal unità kbira ta 'separazzjoni ta' l-arja
3. Il-fluss tal-proċess u l-karatteristiċi tal-produzzjoni tal-argon
4. Riċerka u analiżi tas-suq tal-argon f'ċertu qasam
5. Analiżi tar-riskju u l-effiċjenza fl-enerġija tal-produzzjoni tal-argon
6. Konklużjoni
7. Suġġerimenti

1. Introduzzjoni
Gassijiet rari jirreferu prinċipalment għal gassijiet b'kontenut baxx fl-atmosfera, inklużi elju, neon, argon, kripton, ksenon, eċċ., Fost li l-argon għandu l-ogħla kontenut, li jammonta għal madwar {0. 932%. L-argon huwa gass rari użat ħafna fl-industrija. Huwa inattiv ħafna u la jinħaraq u lanqas jappoġġja l-kombustjoni. L-argon jintuża prinċipalment fil-manifattura, l-elettronika, it-tidwib tal-metall u industriji oħra. Pereżempju, meta l-aluminju tal-iwweldjar, il-manjeżju, ir-ram u l-ligi u l-istainless steel tiegħu, l-argon spiss jintuża bħala gass li jipproteġi l-iwweldjar biex jipprevjeni li l-partijiet iwweldjati jiġu ossidizzati jew nitrided bl-arja. Fil-produzzjoni industrijali attwali, l-issettjar tas-sistema tal-argon huwa relatat mal-istruttura tal-prodott, l-investiment u l-konsum tal-enerġija tal-apparat.

2. Introduzzjoni għal unità kbira ta 'separazzjoni ta' l-arja
Proġett kimiku kbir tal-faħam f'ċertu reġjun jippjana li jibni unità ta 'separazzjoni ta' l-arja b'kapaċità ta 'produzzjoni ta' ossiġnu ta '50, 000 nm3 / h. L-unità qed tippjana li tuża purifikazzjoni ta 'adsorbiment ta' passatur molekulari normali, pressjoni ta 'l-arja, ossiġenu u prodott ta' nitroġenu proċess ta 'kompressjoni interna, torri ta' l-ippakkjar regolari u proċess ta 'produzzjoni ta' argon ta 'distillazzjoni sħiħa, u drive tal-mutur tal-unità tal-kompressur tal-arja.
3. Il-fluss tal-proċess u l-karatteristiċi tal-produzzjoni tal-argon
Il-metodu użat komunement għall-produzzjoni ta 'argon huwa l-produzzjoni sħiħa ta' argon ta 'distillazzjoni, li għandha l-vantaġġi ta' proċess sempliċi, tħaddim konvenjenti, sigurtà, stabbiltà u rata għolja ta 'estrazzjoni ta' argon. Il-produzzjoni sħiħa ta 'l-argon tad-distillazzjoni hija li tieħu l-frazzjoni b'ħafna argon mill-partijiet tan-nofs u t'isfel tat-torri ta' fuq u tidħol fis-sistema ta 'distillazzjoni tal-argon, separata ossiġnu u argon fit-torri tal-argon mhux raffinat, u tikseb direttament argon mhux raffinat b'kontenut ta' ossiġnu<1.5 × 10-6. Then, separate argon and nitrogen in the refined argon tower to obtain a high-purity argon product with a purity of 99.999% (argon content).
4. Riċerka u analiżi tas-suq tal-argon f'ċertu reġjun
Skond l-istħarriġ, hemm 9 unitajiet ta 'separazzjoni ta' l-arja bi skala ta 'aktar minn 6 000 nm3 / h fl-operazzjoni, taħt kostruzzjoni, u ppjanati f'ċertu reġjun, kif muri fit-Tabella 1. Fost dawn, hemm 6 unitajiet li ġew imdaħħla fil-produzzjoni u jipproduċu argon, b'kapaċità totali ta' 5860 nm3 / h (skond il-kapaċità ddisinjata), dik hija, 84, {000 T / A. Barra minn hekk, minħabba l-fatt li s-sistema tal-argon ta 'xi proġetti ma ntużatx jew il-produzzjoni hija baxxa, il-produzzjoni attwali hija ta' madwar 63,000 t / a. B'mod ġenerali, il-kapaċità ta 'produzzjoni ta' l-argon f'dan ir-reġjun hija relattivament żgħira.

Huwa mifhum li l-ispiża tat-trasport tal-unità ta 'argon likwidu hija {{{0}}. 8 sa 1.0 wan / (t · km). Id-differenza fil-prezz bejn is-swieq fi żmien 200 km hija teoretikament madwar 160 wan / t; Bl-istess mod, id-differenza fil-prezz bejn żewġ swieq 500 km 'il bogħod taqbeż l-400 wan / t, u s-swieq huma konnessi. Huwa mifhum li l-prezz tas-suq ta 'l-argon f'dan ir-reġjun huwa ta' 800 sa 1900 wan / t (ikkalkulat abbażi tal-prezz medju annwali ta '1000 wan).
Għal 5 0, 000- Grad ta 'separazzjoni ta' l-arja, l-argon huwa prodott sekondarju. Teoretikament, il-konsum tal-enerġija huwa magħmul prinċipalment minn xogħol ta 'separazzjoni u xogħol ta' likwifikazzjoni (ix-xogħol ta 'kompressjoni huwa kollu mqassam fuq l-ossiġnu u n-nitroġenu). Huwa magħruf li x-xogħol ta 'likwifikazzjoni minima teoretika ta' l-argon huwa 0. 2391 kW · h / nm3 (ikkalkulat f '0. 3 kW · h / nm3), u x-xogħol ta' likwifikazzjoni huwa kkalkulat li huwa 560 × 0. 3=168 kW · H / T. Ix-xogħol ta 'separazzjoni huwa kkalkulat skond il-formula: w=rt (no2ln + nn2ln + nar ln) fil-formula, r hija l-kostanti tal-gass universali; T hija t-temperatura ambjentali; NO2, NN2, NAR huma l-ammonti ta 'sustanzi ta' ossiġnu, nitroġenu, u argon rispettivament; PO2, PN2, PAR huma l-pressjonijiet parzjali ta 'komponenti ta' ossiġenu, nitroġenu u argon rispettivament; P hija l-pressjoni totali.
Permezz tal-kalkolu, jista 'jinkiseb li x-xogħol ta' separazzjoni minimu teoretiku ta '1 nm3 ta' l-arja huwa ta 'madwar 0. {017 44 kw · h / nm3 (ikkalkulat bħala 0. {0} 2 kW · h / nm3), u 8%=248, 000 × 0.02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kW · h / t. Fil-qosor, l-ispiża tal-produzzjoni ta 'l-argon hija ta' madwar 316 kW · h / t, jew 139 wan / t.
Li tkopri lill-klijenti fi ħdan 200 u 500 km, flimkien ma 'spejjeż ta' trasport, l-ispiża totali hija ta 'madwar 299 u 539 wan / t rispettivament, li għad għandha ċerti vantaġġi ta' spejjeż.
Ir-raġġ tat-trasport ta 'din iż-żona miż-żona industrijali tal-kapital provinċjali huwa biss ta' 100 km. Fil-futur, bl-ippjanar tal-istrateġija ta 'żvilupp "b'saħħtu" tal-provinċja, l-industrija tal-manifattura, speċjalment l-elettronika u l-industriji fotovoltajċi, se toħroġ f'opportunitajiet ta' żvilupp maġġuri, u d-domanda tas-suq għall-argon se tiżdied ukoll kif xieraq.

5. Analiżi tar-riskju u l-effiċjenza fl-enerġija tal-produzzjoni tal-argon
Għall-produzzjoni ta 'argon, il-proċess ta' produzzjoni ta 'argon ta' distillazzjoni sħiħa attwali huwa teknikament matur u affidabbli, u mhux se jżid ir-riskju ta 'sigurtà tal-apparat. Il-konfigurazzjoni tas-sistema tal-argon se żżid ukoll ir-rata ta 'estrazzjoni ta' ossiġnu u jkollha effett sinifikanti li jiffranka l-enerġija. Għal 50, 000- separazzjoni ta 'l-arja ta' livell, il-volum ta 'estrazzjoni ta' l-argon huwa ta 'madwar 1500 nm3 / h (ir-rata ta' estrazzjoni ta 'l-argon hija 70%). Paragun isir f'termini ta 'konsum ta' enerġija, investiment, u dħul, kif muri fit-Tabella 2.

Tabella 2 Tqabbil ta 'skemi għall-konfigurazzjoni tas-sistema ta' argon

Peress li aktar minn 90% tal-konsum tal-enerġija tal-unità tas-separazzjoni tal-arja huwa ġġenerat mill-kompressur tal-arja u l-booster, aħna nikkalkulaw it-tnaqqis tal-konsum tal-enerġija billi nikkonfiguraw is-sistema tal-argon. Aktar ma tkun mgħaġġla r-rata ta 'l-għalf, iktar tkun mgħaġġla t-temperatura fil-qiegħ tat-tank tinżel, u iktar tkun kbira d-differenza fit-temperatura bejn il-ħitan ta' ġewwa u ta 'barra, li tikkawża li l-ħajt ta' ġewwa tat-tank iġorr tensjoni ikbar tat-tensjoni. Taħt is-superpożizzjoni ta 'diversi tensjonijiet, l-istress għoli lokali huwa aggravat. Dan l-istress għoli lokali jipprovdi kundizzjonijiet favorevoli għall-formazzjoni u l-espansjoni tax-xquq. Fit-tarf dritta tar-ras fejn l-ebusija ta 'temperatura baxxa hija l-iktar dgħajfa, il-ħbub tal-wiċċ ħdejn iż-żona affettwata mis-sħana tal-weldjatura jiffurmaw xquq intergranulari. Taħt l-azzjoni ta 'stress għoli lokali, ix-xquq ikomplu jespandu matul il-qamħ jew il-qsim transgranulari, u finalment jippenetraw u jikkawżaw li t-tank ifalli.
6. Suġġerimenti
1. Il-qsim tal-falliment tar-ras tat-tank krijoġeniku huwa xquq fraġli ta 'temperatura baxxa kkawżata mill-istress ġewwa t-tank. Il-qasma toriġina mill-wiċċ ta 'ġewwa tat-taqsima tat-tarf dritta tar-ras barra ż-żona affettwata mis-sħana tal-weldjatura ċirkonferenzjali. Ix-xquq fiż-żona tas-sors tax-xquq u l-wiċċ ta 'ġewwa huma prinċipalment xquq intergranulari, u ż-żona ta' estensjoni hija qsim fraġli intergranulari u transgranulari.
2. Matul il-proċess tal-iffurmar tat-taqsima tat-tarf dritta tar-ras, seħħet trasformazzjoni tal-fażi martensitika indotta mid-deformazzjoni, li rriżultat fi twebbis ta 'deformazzjoni kbira, li ddeterjora b'mod sinifikanti l-ebusija b'temperatura baxxa tal-materjal, u l-istress residwu kbir kien il-kawża ewlenija tal-xquq fraġli ta' temperatura baxxa fir-ras tat-tank krijoġeniku.
3
4. L-istress tad-differenza fit-temperatura ġġenerat mill-mili intermittenti tan-nitroġenu likwidu waqt l-użu tat-tank jaċċelera wkoll il-konċentrazzjoni tat-tensjoni u l-estensjoni tal-qasma.
7. Konklużjoni
1. It-trasformazzjoni tal-fażi ta 'martensite indotta mir-razza kkawżata minn deformazzjoni kiesħa ta' l-istainless steel awstenitiku hija relatata mat-temperatura tad-deformazzjoni tal-plastik, l-ammont ta 'deformazzjoni u r-rata ta' deformazzjoni. Huwa rrakkomandat li l-formazzjoni sħuna tintuża biex tifforma r-ras biex tnaqqas il-ġenerazzjoni ta 'martensite ta' deformazzjoni u t-twebbis tad-deformazzjoni tal-materjal ikkawżata minn deformazzjoni tal-kesħa. Wara li r-ras tkun iffurmata, il-kontenut ekwivalenti tal-ferrite jista 'jiġi skopert permezz ta' metodu ta 'skoperta manjetika. Il-kontenut ekwivalenti tal-ferrite għandu ġeneralment ikun ikkontrollat ​​taħt il-15%. Għar-ras li l-ferrite ekwivalenti tiegħu tas-sezzjoni tat-tarf dritta jaqbeż ir-rekwiżit, il-metodu ta 'trattament ta' soluzzjoni solida jista 'jintuża biex isalvah, sabiex il-plastiċità u l-ebusija tal-materjal jistgħu jiġu rrestawrati jew imtejba parzjalment;

2

Ikkuntattja issa