Kryogénna jednotka na separáciu vzduchu pre uhoľnú chemickú továreň

Pri chemickej výrobe uhlia závislosť od-veľkého nepretržitého stabilného zásobovania kyslíkom povyšuje úlohu jednotky na separáciu vzduchu z podporného zariadenia na systém jadrovej energie. Či už ide o vysokotlakový-čistý kyslík potrebný na splyňovanie-strhnutým prúdom, alebo spotrebu studenej energie na kryogénne čistenie, ide o zariadenie na separáciu kryogénneho vzduchu pre uhoľnú chemickú továreň. Toto zariadenie nie je jednoduchým výberom zo štandardných produktových radov; filozofia jeho dizajnu musí byť prispôsobená variáciám typu uhlia, amplitúde regulácie zaťaženia a požadovanej úrovni výstupného tlaku kyslíka produktu.

Pracovný princíp a technická cesta

Táto jednotka využíva kryogénnu destiláciu na fyzikálnu separáciu plynov. Vzduch je stlačený, predchladený, prečistený cez molekulárne sitá, potom ochladený pod -170 stupňov pomocou expandérov a výmenníkov tepla, kým neskvapalní. Kyslík, dusík a argón sa separujú v rektifikačných kolónach na základe rozdielov v bodoch varu opakovaným čiastočným odparovaním a kondenzáciou. Pre chemické služby uhlia sa používa schéma vnútornej kompresie-tekutý kyslík sa čerpá do chladiaceho boxu a pred dodaním sa odparuje v hlavnom výmenníku tepla. Tým sa predíde bezpečnostným problémom externých piestových kyslíkových kompresorov a zaistí sa stabilná dodávka vysokotlakového kyslíka-. Proces oddeľuje regeneráciu za studena od tlaku produktu a podporuje stabilnú prevádzku od 60 % do 110 % záťaže-ideálne pre vypnutie splyňovača.

Kľúčové parametre výkonnosti (typické rozsahy)

Vyššie uvedené údaje vychádzajú z konštrukčných podmienok; skutočné hodnoty závisia od teploty okolia, teploty chladiacej vody a rýchlosti extrakcie produktu a budú podľa toho upravené.

Technické hľadiská{0}}špecifické pre aplikáciu

Definujúci rozdiel medzi uhoľnou chemickou separačnou jednotkou vzduchu a jednotkami pre metalurgiu alebo petrochemický priemysel spočíva v logike zosúlaďovania splyňovania. Tlak kyslíka v splyňovači sa zvyčajne pohybuje od 4,0 do 8,5 MPa a pri zmene typu uhlia sú potrebné rýchle reakcie na pomer kyslíka-k-uhliu. Aby sa to vyriešilo, jednotka na separáciu kryogénneho vzduchu pre uhoľnú chemickú továreň zahŕňa dopredné a kaskádové riadenie v stratégii riadenia hladiny kvapaliny vo výparníku- hlavného kondenzátora, čím sa skracuje čas obnovy čistoty kyslíka približne o 30 % v porovnaní s konvenčným riadením PID. Okrem toho vzhľadom na kolísanie koncentrácií CO₂ a H2S v privádzanom vzduchu (najmä v blízkosti skladovacích a manipulačných priestorov uhlia) by sa konštrukčná rezerva adsorbéra s molekulovým sitom mala zvýšiť o 10 % až 15 %, pričom by sa mal nainštalovať online bod detekcie síry, aby sa zabránilo vniknutiu kyslých plynov do chladiaceho boxu a spôsobeniu korózneho praskania hliníkových rebier tepelných výmenníkov{11}.

Spotreba energie a celková účinnosť

V uhoľných chemických jednotkách ASU predstavujú kompresory ~72% celkovej spotreby energie, pričom odpor rektifikačnej kolóny sa pridáva ~18%. Zníženie energie nie je len o znížení kompresného pomeru,-ide o optimalizáciu refluxného pomeru hornej kolóny a miesta odberu argónu. V praxi môže výmena sitových etáží za štruktúrovanú náplň a pridanie bočného varáku do hornej kolóny priniesť špecifickú spotrebu kyslíka pod 0,40 kWh/Nm³ (vnútorná kompresia). Tiež zníženie prívodu vzduchu z expandéra do spodnej kolóny z 12 % na 8 % môže zvýšiť regeneráciu kvapalného kyslíka o ~ 2,3 %, za predpokladu, že podmienky argónovej slučky sa zodpovedajúcim spôsobom upravia. Tieto spresnenia sa spoliehajú na off-line{11}}simuláciu procesov, nie na{12}}pravidlá{13}}odhadov.

Spoľahlivosť Dizajn a životnosť

Hromadenie uhľovodíkov v kvapalnom kyslíku hlavného kondenzátora je kľúčovým bezpečnostným rizikom pri separácii vzduchu na báze uhlia-. Odporúčame pridať 1/3 prefukovacieho-vedenia na spodok kondenzátora s 1 μm spekaným kovovým filtrom na blokovanie prenosu pevného CO₂. V prípade vysokotlakových{7}}doskových-rebrových výmenníkov musí návrh kanála zohľadňovať rozdiely v tlaku vzduchu-kyslíka, pričom na odstránenie koncentrácií napätia sa používa FEA. Jednotka je dimenzovaná na 20 rokov a overená 15,{13}} tepelnými cyklami, vďaka čomu sa únava udrží v medziach.

Priemyselná využiteľnosť

Tento typ jednotky je vhodný pre projekty uhlia-až-amoniak, metanol, etylénglykol, uhlie-až-olefíny a uhlie-až{5}}vodíkové projekty, najmä tie, ktoré vyžadujú súčasnú dodávku vysoko-kyslíka, strednotlakového-dusíka a vzduchového dusíka. Pre spaľovanie obohatené kyslíkom- alebo procesy katalytickej oxidácie s čistým kyslíkom možno jednotku nastaviť tak, aby poskytovala vzduch obohatený o 90 % až 95 %{12}} kyslíka pre ekonomické prepínanie prevádzky.

Prispôsobenie a inžinierske služby

Hrúbku lôžka molekulového sita a prietok regeneračného plynu prispôsobujeme počas návrhu na základe vašej analýzy uhlia (popol, prchavé látky, síra). Ak chcete dodať vybavenie, vyberte si medzi-kompletne zmontovanými lyžinami chladiaceho boxu alebo modulárnymi segmentmi-podľa toho, čo vyhovuje vášmu prístupu k žeriavu a priestoru. Dodávame tiež trojročnú predpoveď spotrebného materiálu (molekulárne sito, filtre, ventily) s odporúčaným načasovaním objednávky. Finálna dokumentácia obsahuje P&ID, blokovaciu logiku, správy o napätí v potrubí a karty so sekvenciami spúšťania a vypínania-pripravené na bezproblémové prevzatie vášho operačného tímu.

Vyváženie chladu a teplo{0}}rozdiel koncových teplôt

Malý nárast rozdielu teplôt na -teplom konci-z 3 stupňov na 5 -môže zvýšiť špecifickú spotrebu kyslíka približne o 6 %. Príčinou je často nerovnomerné rozloženie prúdenia, nie poddimenzovaná teplovýmenná plocha. Optimalizácia hlavičky založená na CFD- môže znížiť rozdiel na 2,5 stupňa, čím sa zníži strata energie bez pridania plochy.

Pre kryogénnu separačnú jednotku vzduchu pre uhoľnú chemickú továreň sú -špecifické okrajové podmienky-nadmorská výška, -teplota teplomeru, kvalita chladiacej vody a zloženie uhlia- začlenené ako pevné vstupy pre simuláciu procesu a analýzu napätia v potrubí. Konštrukčné výstupy zahŕňajú skôr súbory s hrubými výpočtami než súhrnné správy, čo umožňuje plnú sledovateľnosť od podmienok podávania až po veľkosť zariadenia. Overenie výkonu sa opiera o údaje DCS v teréne zhromaždené počas normálnej prevádzky, nie len o menovité hodnoty na typovom štítku alebo hárky akceptačných testov z výroby.

Populárne Tagy: kryogénna jednotka na separáciu vzduchu pre uhoľnú chemickú továreň, Čína jednotka na kryogénnu separáciu vzduchu pre výrobcov uhoľných chemických závodov, dodávateľov, továreň