Oro atskyrimo įrenginiai (ASU) yra pagrindinės sistemos, skirtos atskirti deguonį, azotą ir retąsias dujas iš atmosferos oro pagal pramonės poreikius. Kadangi sektoriuose, pvz., plieno gamybos, chemijos, naujos energijos, elektronikos ir sveikatos priežiūros sektoriuose, vis labiau reikia didelio-grynumo dujų ir patikimo tiekimo vietoje, oro atskyrimo technologija iš vieno proceso išsivystė į įvairius techninius būdus. Remiantis veikimo principais, taikymo scenarijais ir proceso charakteristikomis, ASU galima plačiai suskirstyti į slėgio svyravimo adsorbciją (PSA), kriogeninį distiliavimą, membraninį atskyrimą ir pagalbinius valymo įrenginius, tokius kaip absorbcijos procesai.
Slėgio svyravimo adsorbcijos (PSA) oro atskyrimo įrenginiai
Slėgio svyravimo adsorbcijos (PSA) technologija atskiria dujas, išnaudodama įvairių dujų molekulių ir specifinių adsorbentų adsorbcijos gebos skirtumus. Per pakartotinius slėgio adsorbcijos ir desorbcijos be slėgio ciklus PSA sistemos užtikrina efektyvų dujų atskyrimą.
PSA{0}}pagrįsti oro atskyrimo įrenginiai pasižymi gana paprastu proceso srautu, lanksčia paleidimo-sustabdymo funkcija ir mažomis energijos sąnaudomis, todėl jie ypač tinka mažo ir vidutinio{2}}azoto ir deguonies gamybai. PSA azoto sistemos plačiai naudojamos elektronikos gamyboje, maisto konservavime, metalų terminiam apdorojimui ir miltelių apdorojimui, tiekiant azotą, kurio grynumas svyruoja nuo 95% iki 99,999%.
Nors PSA nėra sukurta itin -aukšto-grynumo ar labai didelio- masto dujų, pvz., kriogeninio oro atskyrimo, gamybai, ji suteikia didelių pranašumų investicijų į įrangą, eksploatavimo išlaidų ir lengvos priežiūros srityse. Todėl PSA įrenginiai plačiai naudojami mažuose ir vidutiniuose{4}}dydžių įrenginiuose ir{5}}vietiniuose dujų tiekimo įrenginiuose.
Kriogeninio distiliavimo oro atskyrimo įrenginiai
Kriogeninis distiliavimas yra vienas plačiausiai naudojamų ir techniškai brandžių oro atskyrimo metodų, ypač tinkantis didelio masto-gryno deguonies ir azoto gamybai. Šio proceso metu aplinkos oras suspaudžiamas, išvalomas ir atšaldomas iki beveik suskystinimo temperatūros. Iš dalies arba visiškai suskystintas oras patenka į distiliavimo kolonėlę, kurioje virimo taškų skirtumai leidžia žingsnis po žingsnio atskirti deguonį, azotą ir argoną.
Kriogeniniai oro atskyrimo įrenginiai gali patikimai gaminti deguonį, kurio grynumas didesnis arba lygus 99,6%, ir azotą, kurio grynumas yra didesnis arba lygus 99,999%. Jie taip pat leidžia išgauti didelio-grynumo argoną ir tam tikras retąsias dujas, todėl puikiai tinka plieno gamykloms, anglies-chemijos projektams, integruotiems perdirbimo kompleksams, didelėms amoniako gamykloms ir centralizuotoms dujų tiekimo operacijoms.
Nors kriogeninėms sistemoms reikalingos didesnės pradinės investicijos ir jos reikalauja didesnių energijos tiekimo, infrastruktūros ir eksploatacinių žinių, jos suteikia aiškių pranašumų ilgalaikiam{0}}nepertraukiamam veikimui ir dideliam{1}}gamybos kiekiui. Dėl šios priežasties kriogeninis distiliavimas išlieka dominuojančiu technologijų būdu vidutinio ir didelio masto pramoninių dujų projektuose.
Membraninio atskyrimo oro atskyrimo įrenginiai
Membranų atskyrimo technologija remiasi selektyviu pusiau pralaidžių membranų pralaidumu atskirti dujų molekules. Dėl molekulinio dydžio ir difuzijos charakteristikų skirtumų membranos medžiaga leidžia tam tikriems komponentams prasiskverbti greičiau, todėl susidaro arba deguonimi,{1}}prisodrintas arba azotu{2}}prisodrintas dujų srautas.
Membraniniai-pagrįsti oro atskyrimo įrenginiai turi ne-kriogeninį procesą, kompaktišką sistemos išdėstymą, mažą plotą ir greitą paleidimą- bei išjungimą. Dėl jų modulinio pobūdžio jie puikiai tinka-slystančioms-ar konfigūracijoms. Šie įrenginiai plačiai naudojami vamzdynų valymui, inercijai, azoto padengimui ir apsaugai nuo gaisro naftos ir dujų pramonėje, taip pat ličio baterijų gamyboje, cheminio apdorojimo ir grūdų saugojimo srityse, kurioms reikalingas vidutinio - ir didelio-grynumo azotas.
Reikėtų pažymėti, kad membranos atskyrimas paprastai negali pasiekti itin didelio{0}}dujų grynumo. Ši technologija yra efektyviausia gaminant 95–99,5 % grynumo azotą arba deguonies prisodrintus srautus, ir dažnai integruojama prieš PSA arba kriogenines sistemas kaip išankstinio-koncentravimo arba energijos{{6} taupymo etapą.
Absorbcija ir kiti pagalbiniai atskyrimo procesai
Absorbcijos procesuose naudojami skysti tirpikliai, siekiant selektyviai absorbuoti specifinius komponentus iš dujų mišinio, kad būtų galima atskirti arba išvalyti. Oro atskyrimo sistemose absorbcija paprastai nenaudojama kaip pagrindinis atskyrimo metodas; Vietoj to, jis atlieka pagrindinį vaidmenį pašalinant priemaišas ir apdorojant dujas.
Įprastai naudojami cheminiai tirpikliai anglies dioksidui sugerti,-neleidžiantys CO₂ užšalti ir žemoje temperatūroje blokuoti įrangą- bei tikslingas priemaišų pėdsakų, pvz., SO₂, NOx ir tam tikrų organinių junginių, pašalinimas. Šie veiksmai padeda pagerinti tolesnių oro atskyrimo įrenginių veikimo stabilumą ir tarnavimo laiką.
Absorbcijos procesai paprastai integruojami į džiovinimą, filtravimą, katalizinę oksidaciją ir kitus gryninimo etapus, kad būtų sudaryta visa išankstinio oro -apdorojimo ir išmetamųjų{1}} dujų valymo grandinė. Taigi jie yra būtini pagalbiniai įrenginiai, užtikrinantys ilgalaikį stabilų kriogeninio oro atskyrimo, PSA ir membraninio atskyrimo sistemų veikimą.
Kaip pasirinkti tinkamą oro atskyrimo įrenginį
Įvairių tipų oro atskyrimo įrenginiai turi ryškių pranašumų ir turi specifines taikymo ribas. Rinkdamosi ASU, įmonės turėtų įvertinti šiuos pagrindinius veiksnius:
- Gamybos mastas ir ateities plėtros planai: Reikalingas dujų kiekis ir numatomas pajėgumų augimas per ateinančius 5–10 metų lemia, ar kriogeninis ASU, PSA sistema ar membraninio atskyrimo įrenginys yra tinkamesnis.
- Produkto grynumas ir tiekimo stabilumas: taikymas, kuriam reikalingas didelis grynumas ir minimalūs svyravimai, paprastai teikia pirmenybę kriogeninėms sistemoms arba kombinuotiems sprendimams, pvz., „kriogeninis + smulkus valymas“. Bendroms inertavimo ar degimo{2}}palaikymo reikmėms dažnai pakanka PSA ir membranos vienetų.
- Bendros išlaidos ir energijos vartojimo efektyvumas: pasirinkimas neturėtų priklausyti tik nuo įrangos pirkimo kainos. Turi būti atsižvelgta į elektros sąnaudas, metines darbo valandas, priežiūros išlaidas ir darbo poreikius. Ilgai-nepertraukiamai veikiantys kriogeniniai ASU dažnai siūlo mažesnes dujų vieneto sąnaudas.
- Vietos sąlygos ir aplinkos apribojimai: laisva erdvė, elektros infrastruktūra, dujotiekio išdėstymas, dujų perdavimo atstumas ir vietiniai aplinkosaugos reikalavimai turi įtakos galutinei proceso konfigūracijai.
Praktiniuose inžineriniuose projektuose nė viena technologija negali visiškai atitikti visų reikalavimų. Kombinuotas kriogeninio oro atskyrimo, PSA, membraninio atskyrimo ir sugerties{1}}gryninimo naudojimas tapo įprasta tendencija. Tinkamai integruodamos šiuos procesus, įmonės gali užtikrinti dujų kokybę ir tiekimo patikimumą, kartu sumažindamos visas gyvavimo ciklo išlaidas.
Shenger Gas jau seniai specializuojasi pramoninės dujų įrangos ir oro atskyrimo sistemų inžinerijoje. Atsižvelgdama į pramonės, pvz., plieno, chemijos, naujos energijos, elektronikos, grūdų saugojimo ir atviroje jūroje taikomų programų, veiklos poreikius, įmonė teikia integruotus sprendimus, apimančius procesų projektavimą, įrangos parinkimą, visą -sistemos gamybą, montavimą, paleidimą ir ilgalaikį{2}}palaikymą. Tai leidžia vartotojams pasiekti optimalią pusiausvyrą tarp saugos, patikimumo ir bendro ekonominio efektyvumo.
