ASU Air Gas Separation Plant Medische zuurstoffabriek

Overzicht

Industrial Purity Nitrogen Plant combineert luchtcompressie, adsorptiezuivering en cryogene destillatie. Ze produceren stikstof tot 99,999 procent zuiverheid.

Stikstofgeneratiesystemen zijn veilig, betrouwbaar en gemakkelijk te bedienen en te onderhouden. Er zijn verschillende opties beschikbaar, afhankelijk van de behoeften van de klant. Ze kunnen bijvoorbeeld een reserveverdamper en opslagapparaat bevatten om de beschikbaarheid en betrouwbaarheid te verbeteren, of een vloeibare warmtekrachtkoppelingsapparaat als aanvulling op het reservevloeistofopslagapparaat. Evenzo kan het stikstofgeneratiesysteem de kapitaaluitgaven (capex) en de bedrijfsuitgaven (OPEX) optimaliseren volgens de eisen van de klant. Deze apparatuur is volledig verpakt voor een snelle installatie.

1. Zuurstoffabriek

2. ASU-inductie: apparatuur voor luchtscheiding scheidt lucht uit de atmosfeer in zijn hoofdcomponenten, meestal stikstof en zuurstof, en soms argon en andere zeldzame en inerte gassen.

3. Productieproces:

Om lage destillatietemperaturen te bereiken, heeft de luchtscheidingseenheid een koelcyclus nodig die werkt via het Joule-Thomson-effect, en de koelapparatuur moet worden bewaard in een isolerende omhulling (vaak aangeduid als een "koude doos"). De koeling van het gas vereist een grote hoeveelheid energie om deze koelcyclus te laten werken en wordt geleverd door de luchtcompressor. Moderne ASU's gebruiken expansieturbines voor koeling; de output van de expander helpt de luchtcompressor aan te drijven, wat de efficiëntie verhoogt. Het proces omvat de volgende hoofdstappen:

Een soort van. Alvorens te worden gecomprimeerd, wordt de lucht voorgefilterd om stof te verwijderen.

b. De lucht wordt gecomprimeerd en de uiteindelijke persdruk wordt bepaald door de terugwinningssnelheid van het product en de vloeibare toestand (gas of vloeistof). Typische drukbereiken zijn tussen 5 en 10 bar manometer. De luchtstroom kan ook worden gecomprimeerd tot verschillende drukken om de efficiëntie van de ASU te verhogen. Tijdens het compressieproces condenseert het water in de tussenkoeler.

C. Proceslucht wordt typisch door een moleculair zeefbed geleid om eventuele resterende waterdamp en kooldioxide te verwijderen, die cryogene apparatuur kunnen bevriezen en verstoppen. Moleculaire zeven zijn over het algemeen ontworpen om gasvormige koolwaterstoffen uit de lucht te verwijderen, aangezien deze een probleem kunnen vormen bij daaropvolgende luchtdestillaties, wat mogelijk tot explosies kan leiden. Het moleculaire zeefbed moet worden geregenereerd. Dit wordt gedaan door meerdere units te installeren die in alternerende modus werken en droog coproductie-afgas te gebruiken om water te desorberen.

d. Proceslucht passeert een geïntegreerde warmtewisselaar (meestal een plaatvinwarmtewisselaar) en wordt gekoeld tegen een lage temperatuurstroom van product (en afval). Een deel van de lucht wordt vloeibaar en vormt een zuurstofrijke vloeistof. Het resterende gas wordt met stikstof verrijkt en gedestilleerd tot bijna zuivere stikstof (typisch < 1ppm)="" in="" een="" hogedruk="" (hp)="" destillatiekolom.="" de="" condensor="" van="" deze="" kolom="" heeft="" koeling="" nodig,="" die="" wordt="" verkregen="" door="" de="" meer="" zuurstofrijke="" stroom="" verder="" te="" expanderen="" via="" een="" klep="" of="" via="" een="" expander="" (reverse="">

e. Als alternatief, wanneer de ASU zuivere zuurstof produceert, kan de condensor worden gekoeld door warmte uit te wisselen met een reboiler in een lagedruk (LP) destillatiekolom (die werkt bij 1.2-1.3 bar absoluut). Om de compressiekosten te minimaliseren, moet de gecombineerde condensor/reboiler van de HP/LP-kolom werken met een temperatuurverschil van slechts 1-2 graden Kelvin, waardoor een warmtewisselaar van gesoldeerd aluminium met plaatvin nodig is. Typische zuurstofzuiverheid varieert van 97,5 procent tot 99,5 procent en beïnvloedt de maximale zuurstofterugwinning. De koeling die nodig is om vloeibare producten te produceren, wordt verkregen door het JT-effect in de expander, die perslucht rechtstreeks in de lagedrukkolom voedt. Daarom wordt een deel van de lucht niet afgescheiden en moet het het bovenste deel van de lagedrukkolom als afvalstroom verlaten.

F. Aangezien het kookpunt van argon (87,3 K onder standaardomstandigheden) tussen zuurstof (90,2 K) en stikstof (77,4 K) ligt, hoopt argon zich op in het onderste deel van de lagedrukkolom. Bij de productie van argon wordt een dampzijdige onttrekking onttrokken aan de lagedrukkolom, waar de argonconcentratie het hoogst is. Het wordt naar een andere kolom gestuurd om het argon te rectificeren tot de gewenste zuiverheid, van waaruit de vloeistof wordt teruggevoerd naar dezelfde locatie in de LP-kolom. Een argonzuiverheid van minder dan 1 ppm kan worden bereikt met behulp van moderne gestructureerde pakkingen met een zeer lage drukval. Hoewel argon met minder dan 1 procent in de voeding aanwezig is, vereist de lucht-argonkolom veel energie vanwege de hoge refluxverhouding (ongeveer 30) die nodig is in de argonkolom. Koeling van de argonkolom kan worden geleverd door koud geëxpandeerde rijke vloeistof of vloeibare stikstof.

G. Ten slotte wordt het in gasvorm geproduceerde product in de binnenkomende lucht tot omgevingstemperatuur verwarmd. Dit vereist een zorgvuldig ontworpen thermische integratie, waarbij rekening moet worden gehouden met robuustheid tegen storingen (door omschakeling van moleculaire zeefbedden). Extra externe koeling kan ook nodig zijn tijdens het opstarten.

Populaire tags: zo lucht aardgas scheiding planten medisch zuurstof plant