Nguyên lý làm việc của bộ phận tách khí
Bộ phận tách không khí (ASU) tách không khí trong khí quyển thành các khí thành phần-chủ yếu là oxy, nitơ và argon-thông qua quá trình chưng cất đông lạnh. Quá trình này bao gồm việc nén và làm mát không khí đến trạng thái lỏng trước khi đưa nó vào cột chưng cất. Ở đây, điểm sôi của các loại khí khác nhau (nitơ ở -196 độ, argon ở -186 độ và oxy ở -183 độ) cho phép chúng phân tách từng phần. Trước khi chưng cất, các tạp chất như nước, carbon dioxide và hydrocarbon được loại bỏ và không khí được làm mát cùng với dòng sản phẩm trong bộ trao đổi nhiệt.
Những lợi ích và tính năng chính:
Hiệu suất cao và độ tinh khiết cao: Thông qua các quy trình được tối ưu hóa và vật liệu hấp phụ tiên tiến hoặc sợi màng, chúng tôi đạt được mức độ tinh khiết khí đặc biệt của sản phẩm, chẳng hạn như oxy/oxy lỏng Lớn hơn hoặc bằng 99,6%, nitơ/nitơ lỏng Lớn hơn hoặc bằng 99,9% và argon lỏng Lớn hơn hoặc bằng 99,999%.
Tiết kiệm năng lượng đáng kể: Các thiết bị PSA sử dụng các khái niệm thiết kế hiện đại như hệ thống thu hồi năng lượng và thời gian chu kỳ được tối ưu hóa, giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng so với các phương pháp làm lạnh hoặc lọc truyền thống, từ đó giảm chi phí vận hành và giảm lượng khí thải carbon.
Độ tin cậy tuyệt vời và mức bảo trì thấp: Các thiết bị của chúng tôi được chế tạo bằng vật liệu chắc chắn,{0}}chống ăn mòn và có thiết kế đơn giản hóa với các bộ phận chuyển động tối thiểu, đảm bảo hoạt động liên tục, không bị gián đoạn. Các tính năng tự chẩn đoán-tự động và các thành phần dễ bảo trì giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì.
Tính mô-đun và khả năng mở rộng: Thiết kế mô-đun cho phép chiếm diện tích nhỏ và tích hợp linh hoạt vào các dây chuyền sản xuất hiện có. Cho dù bạn yêu cầu một thiết bị-gắn trên ván trượt nhỏ hay một nhà máy-quy mô lớn, công nghệ này có thể được điều chỉnh quy mô một cách liền mạch để đáp ứng công suất sản xuất cụ thể và nhu cầu mở rộng trong tương lai của bạn.
Ứng dụng chính:
Công nghiệp dầu khí:Tạo nitơ để phủ, tẩy và làm trơ; loại bỏ carbon dioxide (làm ngọt) từ khí tự nhiên; khử nước khí tự nhiên; và nâng cấp khí sinh học để lọc khí mê-tan để đưa vào mạng lưới đường ống.
Nhà máy hóa chất và hóa dầu:Thu hồi và tinh chế hydro từ dòng thanh lọc; sản xuất nitơ và oxy có độ tinh khiết cao-để sử dụng làm chất phản ứng hoặc khí trơ; và tách các dòng hydrocarbon.
Câu hỏi thường gặp
1. Bộ phận tách khí (ASU) là gì?
ASU là một-thiết bị công nghiệp quy mô lớn có chức năng cốt lõi là tách các thành phần chính của không khí (chẳng hạn như nitơ (N₂), oxy (O₂) và argon (Ar)) thành nhiều sản phẩm khí có độ tinh khiết-cao.
ASU phổ biến nhất sử dụng phương pháp chưng cất đông lạnh, một quá trình nén, thanh lọc và hóa lỏng không khí bằng cách làm mát không khí đến nhiệt độ cực thấp (khoảng -170 độ đến -200 độ). Sau đó, các thành phần này được tách ra và tinh chế trong cột chưng cất, tận dụng sự khác biệt về điểm sôi.
Ngoài phương pháp đông lạnh, các hệ thống-quy mô nhỏ hơn khác, chẳng hạn như hấp phụ dao động áp suất (PSA) và tách màng, phù hợp hơn cho các ứng dụng quy mô- đến trung bình-trong đó các yêu cầu về độ tinh khiết ít nghiêm ngặt hơn.
2. Máy tách khí hoạt động như thế nào?
Mặc dù các nguyên tắc cụ thể khác nhau tùy thuộc vào công nghệ, nhưng các nguyên tắc vận hành cơ bản có thể được tóm tắt trong các bước chung sau:
Tiền xử lý và nén: Không khí thô trước tiên được hút vào, đi qua các bộ lọc để loại bỏ bụi và các hạt nhỏ, sau đó được nén bằng máy nén.
Làm sạch: Loại bỏ các tạp chất như độ ẩm, carbon dioxide và hydrocarbon khỏi khí nén, có thể đóng băng ở nhiệt độ thấp và làm tắc nghẽn thiết bị.
Làm mát và hóa lỏng (Phương pháp đông lạnh): Không khí tinh khiết trao đổi nhiệt với khí sản phẩm lạnh đầu ra trong bộ trao đổi nhiệt, làm mát nó đến nhiệt độ cực thấp và hóa lỏng một phần.
Tách biệt: Đây là bước cốt lõi. Không khí hóa lỏng được đưa vào tháp chưng cất. Do điểm sôi khác nhau của oxy, nitơ và argon (oxy -183 độ, nitơ -196 độ), khi không khí lỏng chảy xuống tháp và hơi bốc lên từ đáy, nhiều trao đổi khí-lỏng xảy ra trên các tấm tháp. Oxy, với điểm sôi cao hơn, ngưng tụ dễ dàng hơn và tích tụ ở đáy tháp, trong khi nitơ, với điểm sôi thấp hơn, dễ bay hơi hơn và tích tụ ở đỉnh tháp, do đó đạt được sự phân tách.
Xả và lưu trữ: Sản phẩm khí-đã tách, có độ tinh khiết cao được chiết xuất, hâm nóng đến gần nhiệt độ môi trường xung quanh trong bộ trao đổi nhiệt, sau đó được nén, đóng chai hoặc phân phối đến người dùng qua đường ống.
3. Cơ chế tách khí là gì? Việc tách khí chủ yếu dựa trên sự khác biệt về tính chất vật lý hoặc hóa học của các thành phần trong hỗn hợp. Các cơ chế chính bao gồm:
Dựa trên sự khác biệt về điểm sôi/đóng băng: Đây là cơ sở của quá trình chưng cất đông lạnh. Sự phân tách này đạt được bằng cách làm mát, hóa lỏng và sau đó chưng cất các thành phần khí, tận dụng các điểm sôi khác nhau của chúng.
Dựa trên sự khác biệt về đặc tính hấp phụ: Điều này được minh họa bằng sự hấp phụ dao động áp suất (PSA). Các chất hấp phụ như zeolit có khả năng hấp phụ khác nhau đối với các phân tử khí khác nhau (ví dụ, nitơ bị hấp phụ mạnh hơn oxy). Bằng cách thay đổi áp suất, một chu trình hấp phụ và giải hấp sẽ đạt được, cho phép tách khí mong muốn (chẳng hạn như oxy).
Dựa trên sự khác biệt về độ hòa tan: Điều này được minh họa bằng một số quy trình tinh chế nhất định (ví dụ: hấp thụ CO₂ bằng dung môi).
Dựa vào sự khác nhau về tính thấm (perperability): Đây là sự phân tách của màng. Hỗn hợp khí được đưa qua màng polyme chuyên dụng. Các phân tử khí khác nhau, do sự khác nhau về kích thước và độ hòa tan, sẽ đi qua màng với tốc độ khác nhau. Các khí-chuyển động nhanh hơn (chẳng hạn như oxy và hơi nước) tích tụ ở một bên của màng, trong khi các khí-chuyển động chậm hơn (chẳng hạn như nitơ) vẫn ở phía bên kia, đạt được sự phân tách.
Dựa vào sự khác biệt về kích thước phân tử: tương tự như tách màng nhưng nhấn mạnh hơn vào tác dụng sàng lọc của sàng phân tử, chỉ cho phép các phân tử nhỏ hơn kích thước lỗ xốp đi qua.
Chú phổ biến: đơn vị tách khí, nhà sản xuất, nhà cung cấp đơn vị tách khí Trung Quốc
