Zuurstof plant

 

Overzicht

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

Stikstofopwekkingssystemen zijn veilig, betrouwbaar en eenvoudig te bedienen en te onderhouden. Er zijn verschillende opties beschikbaar, afhankelijk van de behoeften van de klant. Ze kunnen bijvoorbeeld een standby-verdamper en opslagapparaat bevatten om de beschikbaarheid en betrouwbaarheid te verbeteren, of een apparaat voor warmtekrachtkoppeling met vloeistof als aanvulling op het standby-apparaat voor vloeistofopslag. Evenzo kan het stikstofopwekkingssysteem kapitaaluitgaven (capex) en bedrijfsuitgaven (OPEX) optimaliseren volgens de eisen van de klant. Deze apparatuur is volledig verpakt voor een snelle installatie.

 

1. Zuurstofinstallatie

 

 

 

2. ASU-inductie: Luchtscheidingsapparatuur scheidt lucht van de atmosfeer in de belangrijkste componenten, 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 moet de koelapparatuur in een isolerende omhulling worden bewaard (vaak een "koelkast" genoemd). Het koelen 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 leveringsdruk wordt bepaald door het herstelpercentage van het product en de vloeibare toestand (gas of vloeistof). Typische drukbereiken liggen tussen 5 en 10 bar overdruk. De luchtstroom kan ook worden gecomprimeerd tot verschillende drukken om de efficiëntie van de ASU te verhogen. Tijdens het compressieproces condenseert water in de tussenkoeler.

 

 

 

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

 

 

 

D. Proceslucht passeert een geïntegreerde warmtewisselaar (meestal een lamellenwarmtewisselaar) 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 compressor).

 

 

 

e. Als de ASU pure zuurstof produceert, kan de condensor ook worden gekoeld door warmte uit te wisselen met een reboiler in een lagedruk (LP) destillatiekolom (werkend bij 1,2-1,3 bar absoluut). Om de compressiekosten tot een minimum te beperken, moet de gecombineerde condensor/reboiler van de HP/LP-kolom werken met een temperatuurverschil van slechts 1-2 graden Kelvin, waardoor een gesoldeerde aluminium warmtewisselaar met lamellen 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 voert. Een deel van de lucht wordt dus niet afgescheiden en moet als afvalstroom het bovenste deel van de lagedrukkolom 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 het produceren van argon wordt een dampzijde onttrokken uit de lagedrukkolom, waar de argonconcentratie het hoogst is. Het wordt naar een andere kolom gestuurd om het argon tot de gewenste zuiverheid te corrigeren, 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 voor minder dan 1 procent in de voeding aanwezig is, vereist de lucht-argonkolom veel energie vanwege de hoge refluxverhouding (ongeveer 30) die vereist is in de argonkolom. Argonkolomkoeling kan worden geleverd door koud geëxpandeerde rijke vloeistof of vloeibare stikstof.

 

 

 

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

 

Populaire tags: zuurstof fabriek