I. Introduzzjoni għall-unità tas-separazzjoni tal-arja
L-hekk-imsejħa unità tas-separazzjoni tal-arja, f'termini sempliċi, hija apparat li jifred il-komponenti ewlenin tal-gass fl-arja. Tkessaħ l-arja profondament għal stat likwidu u tuża l-punti tat-togħlija differenti tal-komponenti tal-arja likwida biex tissepara gradwalment l-ossiġnu, in-nitroġenu u l-argon. L-arja fiha wkoll gassijiet rari bħal elju, neon, argon, kripton, ksenon, radon, kif ukoll impuritajiet bħal umdità, dijossidu tal-karbonju u trab, li kollha jeħtieġ li jiġu separati u purifikati. Għall-biċċa l-kbira tal-fabbriki, il-kompitu ewlieni tal-unità tas-separazzjoni tal-arja huwa li tissepara u tipproduċi ossiġnu nadif, nitroġenu, argon, eċċ.
(I) Introduzzjoni tal-prinċipju
Il-komponenti ewlenin tal-arja huma nitroġenu, ossiġnu u argon, għalhekk l-iskop ewlieni tas-separazzjoni huwa li jinkisbu dawn it-tliet gassijiet puri.
L-impuritajiet ewlenin fl-arja huma l-umdità, id-dijossidu tal-karbonju u l-idrokarburi.
Is-separazzjoni tal-arja hija li tneħħi impuritajiet ta 'ħsara fl-arja u tissepara l-gass imħallat f'gassijiet "puri" bħal nitroġenu, ossiġnu u argon.
Il-prinċipju bażiku tas-separazzjoni tal-arja huwa li n-nitroġenu, l-ossiġnu u l-argon fl-arja għandhom punti differenti tal-bużżieqa (punti tan-nida, punti tat-togħlija) u huma separati permezz tad-distillazzjoni. Il-punti tat-togħlija tagħhom huma: N₂: -195.8 grad; O₂: -183.0 grad; Ar: -185.7 grad.
Proċess ta 'distillazzjoni: Fuq il-pjanċa tad-distillazzjoni, il-fwar saturat b'temperatura ogħla u l-likwidu saturat b'temperatura aktar baxxa huma f'kuntatt sħiħ. Il-fwar saturat jirrilaxxa s-sħana lill-likwidu saturat u jikkondensa parzjalment innifsu; il-likwidu saturat jassorbi s-sħana u jevapora parzjalment. L-ossiġnu huwa komponent ta' punt għoli ta'-togħlija-u jikkondensa aktar fil-fażi likwida; in-nitroġenu huwa komponent ta' punt ta'-togħlija baxx-u jevapora aktar fil-fażi tal-gass.
II.Introduction għall-fluss tal-proċess
Il-fluss tal-proċess attwali tas-separazzjoni tal-arja huwa bejn wieħed u ieħor kif ġej: l-atmosfera l-ewwel tiġi kkompressata mis-sistema ta 'kompressjoni, imbagħad tidħol fis-sistema ta' tkessiħ pre- għat-tkessiħ preliminari, imbagħad tidħol fis-sistema ta 'purifikazzjoni biex tneħħi xi impuritajiet bħall-umdità u d-dijossidu tal-karbonju, u mbagħad imkessaħ aktar mis-sistema tal-iskambju tas-sħana, u mbagħad tidħol fis-sistema tad-distillazzjoni (prinċipalment inkluża l-espansjoni, kaxxa prinċipali, kaxxa prinċipali, cold, eċċ. tkessiħ, pompi likwidi u tagħmir ieħor, u l-proċess tad-distillazzjoni jitlesta f'din is-sistema), u finalment jidħol fis-sistema ta 'backup bħal gassifikazzjoni tal-prodott, kompressjoni u ħażna.
III. Introduzzjoni għas-sistema tal-unità tas-separazzjoni tal-arja (jew tagħmir)
(I) Sistema ta' kompressjoni
Hemm filtru tal-arja fil-bidu tas-sistema tal-kompressjoni tal-arja, li tintuża biex tiffiltra impuritajiet mekkaniċi fl-arja. Hemm prinċipalment filtri tal-arja li jnaddfu waħedhom-; l-iskop tal-kompressjoni huwa li jippre-kompressa l-arja, u t-tagħmir jinkludi prinċipalment turbini tal-fwar, kompressuri tal-arja, superchargers, eċċ.
Awto-filtru tat-tindif: Ġeneralment, hekk kif il-volum tal-gass jiżdied, in-numru ta 'skrataċ tal-filtru jiżdied, u n-numru ta' saffi huwa wkoll ogħla. Doppju-saff għal 25,000 grad u aktar, u tliet-saff għal 60,000 grad u aktar; kompressur wieħed jeħtieġ li jkun mgħammar b'filtru separat, u huwa rranġat fir-riħ.
Turbina tal-fwar: Il-fwar bi pressjoni għolja -jespandi biex jagħmel ix-xogħol, u jmexxi l-impeller koassjali biex idur, u b'hekk jikseb xogħol fuq il-fluwidu tax-xogħol. Forom komuni jinkludu kondensazzjoni sħiħa, pressjoni lura sħiħa u kondensazzjoni ta 'estrazzjoni, u l-aktar użat komunement hija l-kondensazzjoni ta' estrazzjoni.
Kompressur ta 'l-arja: Unitajiet kbar ta' separazzjoni ta 'l-arja jużaw l-aktar kompressuri ċentrifugali iżotermali ta'-xaft wieħed. Il-konsum tal-enerġija ta 'dawk importati huwa madwar 2% inqas minn dak ta' dawk domestiċi, u l-investiment huwa 80% ogħla; l-iżbokk huwa ventilat, u l-ebda pipeline tar-ritorn ma huwa stabbilit. Hemm ħtieġa minima tal-fluss tal-ġbid kontra -surge, u l-vapur tal-gwida tad-daħla jintuża għar-regolazzjoni tal-fluss. L-unitajiet importati u domestiċi huma kollha ta' kompressjoni ta' erba-stadji u ta' tkessiħ ta' tliet-stadji (l-aħħar stadju ma jitkessaħx). Il-kompressur ta 'l-arja prinċipali huwa mgħammar b'sistema ta' ħasil ta 'l-ilma biex taħsel id-depożiti fuq il-wiċċ ta' l-impeller u volute f'kull livell, li huwa sett komplut bil-magna prinċipali.
Booster: Unitajiet kbar ta' separazzjoni ta' l-arja jużaw l-aktar kompressuri ċentrifugali iżotermali ta'-xaft wieħed u kompressuri ċentrifugali tal-ger. Fost dawn, it-tip ta 'rkaptu għandu vantaġġ akbar fil-konsum tal-enerġija, speċjalment taħt kundizzjonijiet bi pressjoni relattivament kbira.
(II) Sistema ta' tkessiħ minn qabel
Il-funzjoni tas-sistema tat-tkessiħ minn qabel hija li tkessaħ l-arja b'mod preliminari sabiex l-ilma, id-dijossidu tal-karbonju, it-trab u impuritajiet oħra fl-arja kkompressata jkunu jistgħu jiġu ppurifikati fil-pass li jmiss. It-tagħmir ewlieni jinkludi torri li jkessaħ l-arja, torri li jkessaħ l-ilma, ilma li jkessaħ u pompi tal-ilma mkessaħ, eċċ.
Torri li jkessaħ l-arja: Hemm żewġ forom: ċirkolazzjoni magħluqa (it-torri li jkessaħ l-arja huwa maqsum f'żewġ sezzjonijiet, is-sezzjonijiet ta 'fuq u t'isfel, u l-ilma mkessaħ jiċċirkola bejn is-sezzjoni ta' fuq tat-torri li jkessaħ l-arja u t-torri li jkessaħ l-ilma) u ċirkolazzjoni miftuħa (fis-sistema tal-ilma li jiċċirkola). Iċ-ċirkolazzjoni magħluqa tintuża prinċipalment f'impjanti kimiċi bi kwalità fqira tal-ilma, li jeħtieġ li jiġu supplimentati b'ilma ħelu u kimiċi; ċirkolazzjoni miftuħa tintuża ħafna, iżda s-sistema tal-ilma li jiċċirkola jeħtieġ ukoll li tiġi supplimentata regolarment b'ilma ħelu, u l-kundizzjonijiet tax-xogħol tas-sajf għandhom jiġu kkunsidrati. Id-disinn tiegħu huwa ġeneralment 1 metru φ76 ċirku tal-ballun tal-istainless steel (reżistenza għat-temperatura għolja) fil-qiegħ, 3 metri φ76 rinfurzat ċirku tal-ballun tal-polypropylene (fluss kbir), u 4 metri φ50 ċirku tal-ballun tal-polypropylene rinfurzat.
Torri tat-tkessiħ ta 'l-ilma: Hemm żewġ tipi: tip ta' żewġ-stadji (meta ma jkun hemm l-ebda sors kiesaħ estern, il-kapaċità kiesħa ta 'nitroġenu maħmuġ niexef tiġi rkuprata bis-sħiħ biex tiġi żgurata s-sistema ta' tkessiħ ta' qabel{-, iżda r-reżistenza hija darbtejn akbar, 7 metri + 7 metri φ50 ċirku tal-boċċa tal-polypropylene) u hemm stadju wieħed {{8} sors ta' ballun estern Ċirku tal-ballun tal-polypropylene φ50).
Oħrajn: Ġeneralment, id-daħliet kollha tal-ilma fis-sistema ta '-tkessiħ ta' qabel għandhom ikunu mgħammra b'filtri (ġeneralment 6 unitajiet: 4 pompi tal-ilma, daħla tal-ilma għat-torri tat-tkessiħ tal-ilma, u daħla tal-ilma fin-naħa tal-evaporazzjoni tal-chiller) biex jipprevjenu impuritajiet milli jidħlu fis-sistema. It-test tal-effett huwa: il-gass tal-ħruġ tas-sezzjoni tal-ippakkjar ta '4 metri t'isfel huwa grad 1 inqas mill-ilma tad-dħul; il-gass tal-ħruġ tat-taqsima ta 'fuq tal-ippakkjar ta' 8 metri huwa grad 1 ogħla mill-ilma. Ġeneralment, termometru huwa ssettjat fin-nofs tat-torri li jkessaħ l-arja (li jestendi għal ġewwa).
(III) Sistema ta' purifikazzjoni
Il-funzjoni tas-sistema ta 'purifikazzjoni hija li tneħħi impuritajiet bħal umdità, monossidu tal-karbonju, dijossidu tal-karbonju, idroġenu u idrokarburi fl-arja biex tiżgura l-purità tan-nitroġenu, ossiġnu u argon fil-prodotti tal-arja. L-adsorbers użati huma fluss assjali vertikali, sodda orizzontali b'saff doppju - u fluss radjali vertikali.
Fluss axjali vertikali: prinċipalment użat għal tagħmir ta 'separazzjoni ta' l-arja taħt il-livell ta '10,000 (dijametru laħaq 4.6m), ħxuna tas-sodda 1550∽2300mm, saff doppju-jew saff- wieħed jista' jiġi rranġat, u d-distribuzzjoni tal-fluss ta 'l-arja hija l-aħjar.
Sodda orizzontali b'saff doppju -: użata prinċipalment għal tagħmir ta 'separazzjoni tal-arja ta' daqs kbir u medju-, ħxuna tas-sodda 1150mm (għarbiel molekulari) + 350mm (ġel tal-aluminju).
Fluss radjali vertikali: jista 'jutilizza b'mod effettiv l-ispazju intern tal-kontenitur, sabiex iż-żona tas-saff ta' adsorbiment bl-istess dijametru tiġi estiża b'madwar 1.5 darbiet, tnaqqas b'mod effettiv l-għoli tat-torri, u l-metodu ta 'tqegħid vertikali jokkupa żona iżgħar. Minħabba li l-fluss ta 'l-arja huwa mqassam indaqs, b'differenza mill-fluss ta' l-arja irregolari ta 'l-adsorber orizzontali, l-ammont ta' għarbiel molekulari jitnaqqas b'20%, u l-konsum ta 'enerġija ta' riġenerazzjoni jiġi ffrankat ukoll b'20%. Madankollu, l-iżvantaġġ huwa li ċ-ċentru tal-fluss ta 'l-arja huwa kkonċentrat (żona f'forma ta' fan-), u l-ħin ta 'penetrazzjoni huwa aktar mgħaġġel mit-tip orizzontali (CO₂＜0.5ppm huwa meħtieġ). Il-ħxuna tas-sodda hija 1000mm+200mm, li tista 'tilħaq il-konfigurazzjoni tat-tagħmir tas-separazzjoni tal-arja 'l fuq minn 20,000 livell.
IV Sistema ta 'skambju tas-sħana
L-iskop tas-sistema ta 'skambju tas-sħana huwa li tkompli tkessaħ l-arja għall-operazzjoni ta' distillazzjoni li jmiss. Is-sors ta 'enerġija kiesħa huwa l-evaporazzjoni ta' parti ta 'l-arja permezz ta' l-espansjoni tat-turbina. L-istruttura tiegħu hija tip ta' xewka b'ħafna-saff-. Il-loġistika bejn il-kanali li jmissu magħhom huma skambjati sew bis-sħana permezz tax-xewk. Jintuża biex tkessaħ l-arja kkompressata li ġiet adsorbita minn passaturi molekulari biex tneħħi l-ilma u s-CO₂. Kull gass ta 'rifluss (likwidu) jissaħħan sa temperatura tal-kamra hawn.
Strettament, id-disinn ta 'flussi multipli ta' midja mħallta fl-istess skambjatur tas-sħana jista 'awtomatikament jibbilanċja t-trasferiment tas-sħana ta' kull mezz u jimminimizza l-konsum tal-enerġija. Madankollu, għall-proċess ta 'kompressjoni interna, l-iskambjaturi tas-sħana kollha se jkunu skambjaturi tas-sħana ta'-pressjoni għolja, li se jżidu l-investiment. Għalhekk, huwa aktar ekonomiku li tissepara pressjoni għolja u baxxa għall-iskambjaturi tas-sħana tal-kompressjoni interna 'l fuq minn 20,000 livell, u l-iskambjaturi tas-sħana ta' pressjoni għolja-kollha huma kkonfigurati taħt l-20,000 livell.
V Sistema ta' frazzjonament
L-iskop tas-sistema ta 'frazzjonar huwa li l-arja kkompressata purifikata u mkessħa fil-fond tiġi frazzjonata f'ossiġnu, nitroġenu, argon, eċċ pass pass. It-tagħmir ewlieni huwa l-kaxxa kiesħa (inkluż it-torri prinċipali, tkessiħ prinċipali, subcooler, torri argon mhux raffinat, pompa ta 'ossiġnu likwidu, pompa likwida, eċċ.).
Kaxxa kiesħa: Hija struttura tal-metall kwadra jew tonda, li hija l-ogħla simbolu tal-workshop tas-separazzjoni tal-arja. Huwa mimli bir-ramel tal-perla biex jitnaqqas it-telf tal-kesħa. L-arja hija separata fil-kaxxa kiesħa permezz tal-effett tad-distillazzjoni fuq il-pjanċa tat-torri u l-ippakkjar.
Torri tad-distillazzjoni: Il-korp tat-torri huwa ċilindriku, b'saffi multipli ta 'pjanċi tal-għarbiel fit-torri t'isfel, barmil ta' overflow huwa stabbilit fuq il-pjanċa tal-għarbiel, baffle ta 'overflow, u mgħotti b'mod dens b'toqob żgħar; it-torri ta 'fuq huwa mgħammar b'ippakkjar regolari u distributur likwidu. Matul id-distillazzjoni fit-torri t'isfel, il-likwidu jgħaddi minn kull pjanċa tal-għarbiel minn fuq għal isfel wieħed wieħed. Minħabba l-effett tal-weir tal-overflow, ċertu għoli tal-livell tal-likwidu huwa ffurmat fuq il-pedala. Meta l-gass jgħaddi mit-toqob żgħar tal-pjanċa tal-għarbiel minn isfel għal fuq, jagħmel kuntatt mal-likwidu biex jipproduċi bżieżaq, u jżid iż-żona ta 'kuntatt mal-gass-likwidu, u jagħmel l-iskambju tas-sħana u tal-massa effiċjenti. Il-komponenti ta' punt ta' togħlija baxx-gradwalment jevaporaw, u l-komponenti ta' punt ta' togħlija-għoli gradwalment likwifikat. Fil-parti ta 'fuq tat-torri, jinkiseb nitroġenu pur b'punt baxx ta' togħlija, u l-qiegħ tat-torri jikseb ossiġnu -komponenti ta 'arja likwida rikki b'punt għoli ta' togħlija. Matul id-distillazzjoni fit-torri ta 'fuq, il-gass jgħaddi mid-distributur u jitla' tul il-pjanċa tal-ippakkjar. Il-likwidu jitqassam b'mod uniformi fuq il-pjanċa tal-ippakkjar minn fuq għal isfel permezz tad-distributur tal-ilma. Fuq il-wiċċ tal-ippakkjar, il-gass u l-likwidu huma kompletament f'kuntatt għal skambju effiċjenti ta 'sħana u massa. Il-kontenut baxx ta' ossiġnu tal--punt tat-togħlija fil-gass li qed jiżdied ikompli jiżdied, u l-ossiġnu tal-komponent tal-punt ta' togħlija-għoli jinħasel fi kwantitajiet kbar biex jifforma likwidu ta' rifluss, u finalment nitroġenu pur ta' punt ta' togħlija baxx{-jinkiseb fil-quċċata tat-torri, u għoli-punt tat-togħlija tal-likwidu jinkiseb fil-qiegħ tal-likwidu.
VI Sistema ta 'backup ta' ħażna u vaporizzazzjoni
Aħżen, vaporizza u imla l-ossiġnu likwidu frazzjonat, nitroġenu likwidu u argon likwidu. It-tagħmir ewlieni jinkludi tank tal-ħażna tal-likwidu krijoġeniku, vaporizzatur, pompa tal-mili tal-fliexken, pjattaforma tal-mili, eċċ.
Prodotti ta' ossiġnu u nitroġenu bi pressjoni baxxa-: issettja l-valv li jirregola l-prodott u l-mogħdija tal-fluss tal-venting, vent fis-silencer (il-partijiet interni tan-nitroġenu huma azzar tal-karbonju, il-partijiet interni tal-ossiġnu huma l-istainless steel).
Nitroġenu maħmuġ: issettjat biex vent għat-torri li jkessaħ l-ilma (biex jivventja nitroġenu maħmuġ, talloka gass riġenerat u aġġusta l-pressjoni tat-torri ta 'fuq). Id-dijametru tat-torri li jkessaħ l-ilma huwa meħtieġ biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-iskariku. Speċjalment meta n-nitroġenu jiġi introdott, il-pressjoni tat-torri ta 'fuq ma tistax titla'. Ir-reżistenza tat-torri li jkessaħ l-ilma hija 6kPa (ippakkjar għoli ta '8 metri), il-pipeline u l-valv huma 4kPa, u d-differenza tal-pressjoni għall-atmosfera hija 2kPa, total ta' 12kPa.
Prodotti ta' ossiġnu ta'-pressjoni għolja: throttling f'żewġ-stadji jintuża għall-ventilazzjoni. L-ewwel, il--gass tal-prodott bi pressjoni għolja huwa throttled għal 10barG, jgħaddi minn reducer eċċentriku, pjanċa għat-tnaqqis tal-ħsejjes monel hija ssettjata fin-nofs, u mbagħad id-dijametru tal-pipeline jiġi estiż permezz ta 'reducer eċċentriku. Ir-rata tal-fluss medju ta 'l-ossiġnu hija kkontrollata taħt l-10m/s, u mbagħad tiġi throttled u ventilata fit-torri tal-muffler. L-element tal-muffler huwa l-istainless steel.
-Prodotti tan-nitroġenu bi pressjoni għolja: Il-prodotti tan-nitroġenu l-ewwel jiġu throttled sa 10bar, jgħaddu minn pjanċa tat-tnaqqis tal-istorbju tal-istainless steel, u mbagħad jgħaddu fit-torri tal-muffler għat-throttling u l-vent. L-element tal-muffler huwa azzar tal-karbonju.
Valv ta 'l-ossiġnu: Huwa meħtieġ li ma jitħaddem manwalment (il-valv li jirregola huwa pprojbit milli jkollu rota ta' l-idejn, u l-valv manwali jitqiegħed ġewwa l-ħajt ta 'prova ta' splużjoni-).
