Fis-settur tal-gass industrijali, l-argon, gass rari użat ħafna, jinkiseb primarjament permezz tas-separazzjoni krijoġenika tal-arja. Jekk unità tas-separazzjoni tal-arja krijoġenika fuq skala kbira-hija jew le mgħammra b'sistema tal-argon mhux biss taffettwa direttament l-investiment inizjali tal-unità u l-konsum tal-enerġija fit-tul-, iżda għandha wkoll impatt kruċjali fuq l-ottimizzazzjoni tat-taħlita tal-prodott tal-impjant u t-titjib tal-profitabbiltà ġenerali. Speċjalment matul il-fażi ta 'ppjanar ta' impjant ġdid, analiżi komprensiva tal-provvista u d-domanda tas-suq tal-argon fir-reġjun, l-ispejjeż tal-investiment, u d-dejta tal-konsum tal-enerġija hija meħtieġa biex tagħżel l-aħjar konfigurazzjoni għall-proġett u toħroġ bis-sħiħ il-potenzjal tal-unità tas-separazzjoni tal-arja.
Ibbażat fuq il-proprjetajiet u x-xenarji ta 'applikazzjoni tiegħu, l-argon huwa preżenti fl-atmosfera f'madwar 0.932%, li jagħmilha l-aktar gass rari abbundanti. Il-proprjetajiet kimiċi tiegħu huma stabbli, mhuwiex-fjammabbli, u ma jappoġġjax il-kombustjoni. Għandu rwol importanti fil-manifattura, l-elettronika, it-tidwib tal-metall, u oqsma oħra. Pereżempju, l-argon ħafna drabi jintuża bħala gass protettiv fl-iwweldjar ta 'aluminju, manjesju, ram, ligi tagħhom, u azzar li ma jissaddadx, li jipprevjeni b'mod effettiv l-ossidazzjoni jew nitridazzjoni ta' partijiet iwweldjati minħabba kuntatt mal-arja, u b'hekk tiġi żgurata l-kwalità tal-weldjatura. Pereżempju, unità ta 'separazzjoni tal-arja tal-produzzjoni tal-ossiġnu ppjanata ta' 50,000 Nm³/h għal proġett kimiku tal-faħam fuq skala kbira -f'ċertu reġjun se tutilizza proċess li jinvolvi purifikazzjoni tal-adsorbiment tal-għarbiel molekulari tat-temperatura ambjentali, pressurizzazzjoni tal-arja, u kompressjoni interna tal-prodotti tal-ossiġnu u nitroġenu. Dan il-proċess se jkun ikkombinat ma 'torri ta' fuq ta 'ppakkjar strutturat u proċess ta' produzzjoni ta 'argon ta' distillazzjoni sħiħa, bil-kompressur ta 'l-arja mmexxi minn mutur elettriku. Il-proċess sħiħ ta 'produzzjoni ta' argon ta 'distillazzjoni, bħalissa l-metodu ta' produzzjoni ta 'argon mainstream, joffri vantaġġi sinifikanti bħal sempliċità, faċilità ta' tħaddim, tħaddim sikur u stabbli, u effiċjenza għolja ta 'estrazzjoni ta' argon. Speċifikament, frazzjoni rikka ta' argon-tiġi estratta mill-porzjonijiet tan-nofs u t'isfel tat-torri ta' fuq u mdaħħla f'sistema ta' distillazzjoni tal-argon. Il-kolonna tal-argon mhux raffinat inizjalment tissepara l-ossiġnu u l-argon, u tipproduċi argon mhux raffinat b'kontenut ta 'ossiġnu ta' inqas minn 1.5 × 10⁻⁶. Dan l-argon mhux raffinat imbagħad jiġi mdaħħal f'kolonna ta' argon raffinat għal aktar separazzjoni ta' argon u nitroġenu, u fl-aħħar mill-aħħar jipproduċi prodott ta' argon ta'-purità għolja b'kontenut ta' argon ta' 99.999%. Ir-riċerka fis-suq tal-argon tar-reġjun tiżvela total ta 'disa' unitajiet ta 'separazzjoni tal-arja (ASUs) b'kapaċità ta' 6,000 Nm³/h jew akbar, li joperaw, qed jinbnew jew ippjanati. Sitta minn dawn l-unitajiet huma operattivi u kapaċi jipproduċu argon, b'kapaċità totali ddisinjata ta' 5,860 Nm³/h (ekwivalenti għal 84,000 t/a). Madankollu, minħabba fatturi bħall-inattività tas-sistemi tal-argon ta 'xi proġetti jew produzzjoni substandard, il-produzzjoni attwali tal-argon hija madwar 63,000 t/a, li tagħmel il-kapaċità tal-produzzjoni reġjonali ġenerali relattivament limitata.
F'termini tal-ispiża u l-prezz tas-suq, l-ispiża tat-trasport tal-unità tal-argon likwidu hija 0.8-1.0 wan kull tunnellata/km. Ibbażat fuq dan il-kalkolu, id-differenza teoretika fil-prezz għas-swieq fi ħdan 200 km hija ta 'madwar 160 wan kull tunnellata. Għal distanzi sa 500 km, id-differenza fil-prezz taqbeż l-400 wan għal kull tunnellata, u tnaqqas l-ostakoli tal-provvista bejn swieq differenti u tippermetti konnessjoni inkroċjata. Il-prezz tas-suq reġjonali tal-argon ivarja bejn 800 u 1,900 wan kull tunnellata matul is-sena. Ikkalkulat abbażi ta 'prezz medju annwali ta' 1,000 wan kull tunnellata, dan iħalli spazju għall-profitt.
L-analiżi tal-istruttura tal-ispiża tal-produzzjoni tal-argon, għal unità ta 'separazzjoni tal-arja ta' 50,000 klassi, argon, bħala prodott sekondarju, primarjament tikkonsma xogħol ta 'separazzjoni u xogħol ta' likwefazzjoni, bix-xogħol ta 'kompressjoni kompletament amortizzat fl-ispejjeż tal-prodotti tal-ossiġnu u nitroġenu. Ix-xogħol ta' likwefazzjoni minimu teoretiku għall-argon huwa 0.2391 kW·h/Nm³ (fil-fatt ikkalkulat bħala 0.3 kW·h/Nm³). Ix-xogħol ta' likwefazzjoni kkalkulat huwa 560 × 0.3=168 kW·h/tunnellata. Ix-xogħol ta 'separazzjoni huwa kkalkulat permezz ta' formula speċifika, fejn R hija l-kostanti tal-gass universali, T hija t-temperatura ambjentali, n_O₂, n_N₂, u n_Ar jirrappreżentaw l-ammonti ta 'ossiġnu, nitroġenu, u argon, rispettivament, p_O₂, p_N₂, u p_Ar huma l-pressjonijiet ta' kull komponent, u p hija l-pressjoni totali. Il-kalkoli juru li x-xogħol ta' separazzjoni minimu teoretiku għal separazzjoni sħiħa ta' 1 Nm³ ta' arja huwa bejn wieħed u ieħor 0.01744 kW·h/Nm³ (ikkalkulat f'0.02 kW·h/Nm³). Peress li 8% tax-xogħol ta 'separazzjoni huwa kkonċentrat fl-argon, ix-xogħol ta' separazzjoni huwa kkalkulat li jkun 248,000 × 0.02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kW·h/t. B'mod ġenerali, l-ispiża tal-produzzjoni tal-argon hija ta 'madwar 316 kW·h/t, ekwivalenti għal 139 wan/t. Jekk tkopri klijenti f'raġġ ta '200km u 500km, wara li żżid l-ispejjeż tat-trasport korrispondenti, l-ispiża totali ta' l-argon hija ta 'madwar 299 wan/tunnellata u 539 wan/tunnellata, rispettivament, u żżomm vantaġġ sinifikanti fl-ispiża meta mqabbla mal-prezz tas-suq lokali ta' l-argon. Barra minn hekk, ir-reġjun huwa biss 100km miż-żona industrijali tal-kapitali provinċjali. Bl-avvanz tal-istrateġija ta 'żvilupp lokali "Tissaħħaħ il-Kapitali Provinċjali", l-industrija tal-manifattura, speċjalment l-industriji tal-elettronika u fotovoltajka, se tagħti bidu għal opportunitajiet ta' żvilupp, u d-domanda għall-argon se tkompli tikber kif xieraq, u tipprovdi prospett ta 'suq wiesa' għall-bejgħ tal-argon.
Rigward ir-riskji u l-effiċjenza enerġetika tal-produzzjoni tal-argon, il-proċess tal-produzzjoni tal-argon tad-distillazzjoni sħiħa attwali huwa matur u affidabbli, mingħajr ma jiżdiedu r-riskji għas-sikurezza tal-pjanti. Barra minn hekk, iż-żieda ta 'sistema tal-argon tista' żżid l-effiċjenza tal-estrazzjoni tal-ossiġnu u tikseb iffrankar sinifikanti tal-enerġija. Pereżempju, unità ta 'separazzjoni tal-arja ta' 50,000 klassi (ASU) tista 'tiġbed madwar 1,500 Nm³/h ta' argon (jekk wieħed jassumi rata ta 'estrazzjoni ta' 70%). Meta tqabbel l-għażliet ta 'konfigurazzjoni differenti, ir-rata ta' estrazzjoni ta 'l-ossiġnu mingħajr is-sistema ta' l-argon hija ta '90.4%, mingħajr l-ebda iffrankar ta' enerġija, l-ebda investiment assoċjat, u l-ebda ritorn. L-għażla bil-booster tal-effiċjenza żżid ir-rata tal-estrazzjoni tal-ossiġnu għal 97%, b'madwar 5% iffrankar tal-enerġija. L-investiment jiswa 8-10 miljun wan, b'iffrankar annwali ta 'enerġija ta' 8 miljun wan u perjodu ta 'tpattija ta' sena, iżda m'hemm l-ebda produzzjoni ta 'prodott argon jew dħul assoċjat. L-għażla bis-sistema ta 'l-argon tikseb rata ta' estrazzjoni ta 'ossiġnu ta' 96.4%, b'madwar 2.5% iffrankar ta 'enerġija, investiment ta' madwar 15-il miljun wan, iffrankar ta 'enerġija annwali ta' 4 miljun wan, produzzjoni annwali ta 'argon ta' 21,000 tunnellata, benefiċċju annwali tal-prodott ta '15-il miljun wan, u perjodu ta' ħlas lura ta 'sena. Barra minn hekk, jista 'jiġġenera dħul annwali ta' 15-il miljun wan waqt it-tħaddim.
Analiżi ulterjuri tad-dejta dwar il-konsum tal-enerġija turi li aktar minn 90% tal-enerġija kkunsmata minn unità ta 'separazzjoni tal-arja tiġi mill-kompressur tal-arja u l-booster. Meta tieħu l-konfigurazzjoni ta 'sistema ta' argon bħala eżempju, b'kompressur totali u qawwa booster ta '40,000 kW, jekk wieħed jassumi ħin operattiv annwali ta' 8,000 h u prezz tal-elettriku bbaġitjat ta '0.44 wan, l-iffrankar tal-enerġija huwa kkalkulat li jkun 40,000 × 8,000 × 8,000 × 0.44 × 0.44 ÷ 29}% { 1 ÷ 2} 5 % wan. Rigward il-benefiċċji tal-produzzjoni tal-argon likwidu, unità waħda ta 'separazzjoni tal-arja tipproduċi 21,000 tunnellata ta' argon likwidu kull sena. Ibbażat fuq il-prezz annwali medju lokali ta 'argon ta' 1,000 wan kull tunnellata, dan jiġġenera aktar minn 15-il miljun wan f'benefiċċji annwali addizzjonali. F'termini tal-perjodu ta 'tpattija, jekk is-sistema tal-argon hija kkonfigurata iżda l-bejgħ tal-prodott tal-argon likwidu ma jitwettaqx, l-ispiża tal-investiment tista' tiġi rkuprata f'madwar erba 'snin; jekk il-bejgħ ta' prodotti ta' argon likwidu jitwettaq b'mod normali, l-investiment jista' jiġi rkuprat f'sena waħda biss. Ta 'min jinnota li jekk l-unità tas-separazzjoni tal-arja tkun nieqsa minn sistema tal-argon u torri booster, ir-rata tal-estrazzjoni tal-ossiġnu titnaqqas, il-volum tal-arja meħtieġ biex jiġi mmaniġġjat mill-kompressur tal-arja se jiżdied b'mod sinifikanti, u l-konsum tal-enerġija tal-unità tal-kompressur tas-separazzjoni tal-arja se jiżdied. Għalhekk, anke mingħajr sistema ta 'argon, disinji konvenzjonali ta' unità ta 'separazzjoni ta' l-arja tipikament jeħtieġu torri booster biex jitnaqqas il-konsum ta 'enerġija tal-kompressur.
Fil-qosor, l-iskjerament ta 'sistema ta' argon f'unitajiet kbar ta 'separazzjoni ta' arja krijoġenika huwa teknikament matur u affidabbli, ma joħloq l-ebda riskju addizzjonali ta 'sikurezza, u jista' jtejjeb l-effiċjenza ta 'estrazzjoni ta' ossiġnu u jnaqqas il-konsum tal-enerġija. Ekonomikament, il-bejgħ ta 'prodotti tal-argon f'konformità mad-domanda tas-suq jista' jirkupra malajr l-investiment u jtejjeb b'mod sinifikanti l-profittabilità tal-pjanti. Barra minn hekk, is-sistema ta 'l-argon toffri kapaċitajiet ta' aġġustament flessibbli, li jippermettu li s-sistema ta 'argon raffinata tinxtegħel u tintefa' abbażi tal-varjazzjonijiet tas-suq. It-torri tal-argon mhux raffinat jista 'mbagħad jiffunzjona bħala torri booster, ikompli jiffranka l-enerġija u jippermetti aġġustamenti dinamiċi għall-produzzjoni tal-prodott. Għal reġjuni b'suq robust tal-argon, it-tagħmir tal-estrazzjoni tal-argon huwa rakkomandat għall-ippjanar ta 'unità ta' separazzjoni tal-arja krijoġenika kbira biex jottimizza kemm il-benefiċċji ekonomiċi kif ukoll l-effiċjenza tal-enerġija.
