산소 플랜트

 

개요

Industrial Purity Nitrogen Plant는 공기 압축, 흡착 정화 및 극저온 증류를 결합합니다. 그들은 최대 99.999% 순도의 질소를 생산합니다.

질소 생성 시스템은 안전하고 신뢰할 수 있으며 작동 및 유지 관리가 쉽습니다. 고객의 요구에 따라 여러 가지 옵션을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 대기 증발기와 저장 장치를 포함하여 가용성과 신뢰성을 향상시키거나 대기 액체 저장 장치를 보완하는 액체 열병합 발전 장치를 포함할 수 있습니다. 마찬가지로 질소 생성 시스템은 고객 요구 사항에 따라 자본 지출(capex) 및 운영 지출(OPEX)을 최적화할 수 있습니다. 이 장비는 빠른 설치를 위해 완벽하게 포장되어 있습니다.

 

1. 산소 플랜트

 

 

 

2. ASU 유도: 공기 분리 장비는 대기에서 공기를 주요 구성 요소(보통 질소와 산소, 때때로 아르곤 및 기타 희소 및 불활성 가스)로 분리합니다.

 

 

 

3. 생산 공정:

 

낮은 증류 온도를 달성하기 위해 공기 분리 장치는 줄-톰슨 효과를 통해 작동하는 냉각 주기가 필요하며 냉각 장비는 절연 인클로저(종종 "콜드 박스"라고 함) 내에 보관되어야 합니다. 가스 냉각은 이 냉동 사이클을 작동시키기 위해 많은 양의 에너지를 필요로 하며 공기 압축기에 의해 제공됩니다. 최신 ASU는 냉각을 위해 확장 터빈을 사용합니다. 익스팬더의 출력은 공기 압축기를 구동하는 데 도움이 되어 효율성을 높입니다. 프로세스에는 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.

 

 

 

일종의. 압축하기 전에 공기를 미리 여과하여 먼지를 제거합니다.

 

 

 

비. 공기는 압축되고 최종 전달 압력은 제품의 회수율과 유체 상태(기체 또는 액체)에 따라 결정됩니다. 일반적인 압력 범위는 5 ~ 10bar 게이지입니다. ASU의 효율성을 높이기 위해 공기 흐름을 다른 압력으로 압축할 수도 있습니다. 압축 과정에서 물은 인터스테이지 냉각기에서 응축됩니다.

 

 

 

C. 공정 공기는 일반적으로 분 자체 베드를 통과하여 극저온 장비를 얼리고 막힐 수 있는 잔여 수증기와 이산화탄소를 제거합니다. 분자체는 일반적으로 기체 상태의 탄화수소를 공기에서 제거하도록 설계되었습니다. 이는 이후의 공기 증류에서 잠재적으로 폭발로 이어질 수 있는 문제가 될 수 있기 때문입니다. 분자체 베드는 재생되어야 합니다. 이는 교대 모드로 작동하는 여러 장치를 설치하고 건조 공동 생산 배출 가스를 사용하여 물을 탈착함으로써 수행됩니다.

 

 

 

디. 공정 공기는 통합 열교환기(일반적으로 판형 핀 열교환기)를 통과하고 제품(및 폐기물)의 저온 스트림에 대해 냉각됩니다. 공기의 일부가 액화되어 산소가 풍부한 액체를 형성합니다. 나머지 가스는 고압(HP) 증류 컬럼에서 질소가 풍부하고 거의 순수한 질소(일반적으로 < 1ppm)로 증류됩니다. 이 칼럼의 응축기는 냉각이 필요하며, 이는 밸브 또는 팽창기(역압축기)를 통해 더 많은 산소가 풍부한 스트림을 확장하여 얻습니다.

 

 

 

이자형. 또는 ASU가 순수한 산소를 생성할 때 저압(LP) 증류 컬럼(1.2-1.3 bar 절대압에서 작동)에서 리보일러와 열을 교환하여 응축기를 냉각할 수 있습니다. 압축 비용을 최소화하기 위해 HP/LP 컬럼의 결합된 콘덴서/리보일러는 Kelvin 1-2도의 온도 차이로 작동해야 하며 플레이트 핀 브레이징 알루미늄 열 교환기가 필요합니다. 일반적인 산소 순도 범위는 97.5% ~ 99.5%이며 최대 산소 회수율에 영향을 미칩니다. 액체 제품을 생산하는 데 필요한 냉각은 압축 공기를 저압 컬럼으로 직접 공급하는 익스팬더의 JT 효과를 통해 얻을 수 있습니다. 따라서 공기의 일부는 분리되지 않고 저압 컬럼의 상부를 폐수로 남겨야 합니다.

 

 

 

F. 아르곤의 끓는점(표준 조건에서 87.3K)은 산소(90.2K)와 질소(77.4K) 사이이므로 저압 컬럼의 하부에 아르곤이 축적됩니다. 아르곤을 생산할 때, 아르곤 농도가 가장 높은 저압 컬럼에서 증기 측면 취출이 이루어집니다. 아르곤을 원하는 순도로 정류하기 위해 다른 컬럼으로 보내지며, 여기에서 액체는 LP 컬럼의 동일한 위치로 반환됩니다. 1ppm 미만의 아르곤 순도는 압력 강하가 매우 낮은 최신 구조의 패킹을 사용하여 달성할 수 있습니다. 아르곤은 Feed에 1%미만 존재하지만 공기 아르곤 컬럼은 아르곤 컬럼에서 요구되는 높은 환류비(약 30)로 인해 많은 에너지를 필요로 한다. 아르곤 컬럼 냉각은 냉간 확장된 풍부한 액체 또는 액체 질소에 의해 제공될 수 있습니다.

 

 

 

G. 마지막으로 기체 형태로 생산된 제품은 들어오는 공기에서 주변 온도로 가열됩니다. 이를 위해서는 교란에 대한 견고성을 고려해야 하는 신중하게 설계된 열 통합이 필요합니다(분자체 베드의 전환으로 인해). 시동 중에 추가 외부 냉각이 필요할 수도 있습니다.

 

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