ما هو إنتاج النيتروجين بفصل الهواء المبرد

إن إنتاج النيتروجين بفصل الهواء المبرد هو طريقة تقليدية لإنتاج النيتروجين لها تاريخ يمتد لعدة عقود. يستخدم الهواء كمادة خام، ويضغطه وينقيه، ثم يستخدم التبادل الحراري لتسييل الهواء إلى هواء سائل. الهواء السائل هو في الأساس خليط من الأكسجين السائل والنيتروجين السائل. باستخدام نقاط الغليان المختلفة للأكسجين السائل والنيتروجين السائل، يتم الحصول على النيتروجين عن طريق فصلهما من خلال تقطير الهواء السائل.

تدفق العملية النموذجي

تتكون العملية برمتها من ضغط الهواء وتنقيته، وفصل الهواء، وتبخير النيتروجين السائل.

1. ضغط وتنقية الهواء

بعد أن يتم تنظيف الهواء من الغبار والشوائب الميكانيكية بواسطة مرشح الهواء، فإنه يدخل إلى ضاغط الهواء، ويتم ضغطه إلى الضغط المطلوب، ومن ثم إرساله إلى مبرد الهواء لتقليل درجة حرارة الهواء. ثم يدخل إلى جهاز تنقية الهواء لتجفيفه لإزالة الرطوبة وثاني أكسيد الكربون والأسيتيلين والهيدروكربونات الأخرى الموجودة في الهواء.

2. فصل الهواء

يدخل الهواء المنقى إلى المبادل الحراري الرئيسي في برج فصل الهواء، ويتم تبريده إلى درجة حرارة التشبع بواسطة الغاز الراجع (النيتروجين الناتج، غاز النفايات)، ويتم إرساله إلى أسفل برج التقطير. يتم الحصول على النيتروجين في أعلى البرج، ويتم خنق الهواء السائل وإرساله إلى مبخر التكثيف ليتبخر، وفي نفس الوقت يتم تكثيف جزء من النيتروجين المرسل من برج التصحيح. يتم استخدام جزء من النيتروجين السائل المكثف كسائل راجع لبرج التصحيح، والجزء الآخر يستخدم كمنتج نيتروجين سائل ويخرج من برج فصل الهواء.

يتم إعادة تسخين غاز العادم الناتج عن مبخر التكثيف إلى حوالي 130 كلفن بواسطة المبادل الحراري الرئيسي ويدخل إلى الموسع للتوسع والتبريد لتوفير قدرة التبريد لبرج فصل الهواء. يتم استخدام جزء من الغاز المتمدد لتجديد وتبريد المنخل الجزيئي، ومن ثم يتم تفريغه من خلال كاتم الصوت. أَجواء.

3. تبخير النيتروجين السائل

يتم تخزين النيتروجين السائل من برج فصل الهواء في خزان تخزين النيتروجين السائل. عندما يتم فحص معدات فصل الهواء، يدخل النيتروجين السائل الموجود في خزان التخزين إلى المرذاذ ويتم تسخينه قبل إرساله إلى خط أنابيب النيتروجين الخاص بالمنتج.

إنتاج النيتروجين المبرد يمكن أن ينتج النيتروجين بنقاء ≧99.999%.

نقاء

إنتاج النيتروجين المبرد يمكن أن ينتج النيتروجين بنقاء ≧99.999%. نقاء النيتروجين محدود بحمل النيتروجين، وعدد الصواني، وكفاءة الصينية ونقاء الأكسجين في الهواء السائل، وما إلى ذلك، ونطاق التعديل صغير.

لذلك، بالنسبة لمجموعة معدات إنتاج النيتروجين المبرد، فإن نقاء المنتج يكون مؤكدًا بشكل أساسي وغير مريح للتعديل.

المعدات الرئيسية المدرجة في جهاز مولد النيتروجين المبرد

1. ترشيح الهواء

من أجل تقليل تآكل السطح المتحرك الميكانيكي داخل ضاغط الهواء وضمان جودة الهواء، قبل أن يدخل الهواء إلى ضاغط الهواء، يجب أن يمر أولاً عبر مرشح الهواء لإزالة الغبار والشوائب الأخرى الموجودة فيه. يستخدم مدخل الهواء لضواغط الهواء في الغالب مرشحات ذات كفاءة خشنة أو مرشحات متوسطة الكفاءة.

2. ضاغط الهواء

وفقا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم ضواغط الهواء إلى فئتين: الحجمي والسرعة. تستخدم ضواغط الهواء في الغالب ضواغط الهواء ذات المكبس الترددي وضواغط الهواء ذات الطرد المركزي وضواغط الهواء اللولبية.

3. مبرد الهواء

يتم استخدامه لتقليل درجة حرارة الهواء المضغوط قبل الدخول إلى جهاز تنقية الهواء وبرج فصل الهواء، وتجنب التقلبات الكبيرة في درجة الحرارة التي تدخل البرج، ويمكن أن يعجل معظم الرطوبة في الهواء المضغوط. مبردات المياه النيتروجينية (تتكون من أبراج تبريد المياه وأبراج تبريد الهواء: يستخدم برج تبريد المياه غاز النفايات من برج فصل الهواء لتبريد المياه المتداولة، ويستخدم برج تبريد الهواء المياه المتداولة من برج تبريد المياه لتبريد الماء الهواء) مبرد هواء فريون .

4. مجفف ومنقي الهواء

لا يزال الهواء المضغوط يحتوي على كمية معينة من الرطوبة وثاني أكسيد الكربون والأسيتيلين والهيدروكربونات الأخرى بعد مروره عبر مبرد الهواء. الرطوبة المجمدة وثاني أكسيد الكربون المترسبة في برج فصل الهواء سوف تسد القنوات والأنابيب والصمامات. يتراكم الأسيتيلين في الأكسجين السائل ويكون هناك خطر الانفجار. سوف يؤدي الغبار إلى تآكل آلية التشغيل. ومن أجل ضمان التشغيل الآمن على المدى الطويل لوحدة فصل الهواء، يجب إعداد معدات تنقية خاصة لإزالة هذه الشوائب. الطرق الأكثر شيوعًا لتنقية الهواء هي الامتزاز والتجميد. تستخدم طريقة امتصاص الغربال الجزيئي على نطاق واسع في مولدات النيتروجين الصغيرة والمتوسطة الحجم في الصين.

مصنعو إنتاج النيتروجين - مصنع وموردو إنتاج النيتروجين في الصين (xinfatools.com)

5. برج فصل الهواء

يشتمل برج فصل الهواء بشكل أساسي على المبادل الحراري الرئيسي، المسال، برج التقطير، مبخر التكثيف، إلخ. المبادل الحراري الرئيسي، مبخر التكثيف والمسيل هو مبادلات حرارية ملفوفة بالصفائح. إنه نوع جديد من المبادلات الحرارية المدمجة ذات الهيكل المعدني بالكامل من الألومنيوم. متوسط ​​الفرق في درجة الحرارة صغير جدًا وكفاءة التبادل الحراري تصل إلى 98-99%. برج التقطير عبارة عن معدات لفصل الهواء. تنقسم أنواع معدات البرج حسب الأجزاء الداخلية. يسمى برج لوحة الغربال مع لوحة الغربال برج لوحة الغربال، ويسمى برج غطاء الفقاعة مع لوحة غطاء الفقاعة برج غطاء الفقاعة، والبرج المعبأ مع التعبئة المكدسة يسمى برج لوحة الغربال. تتميز لوحة الغربال بهيكل بسيط، وسهلة التصنيع، ولها كفاءة عالية في اللوحة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في أبراج التقطير بتجزئة الهواء. تستخدم الأبراج المعبأة بشكل رئيسي لأبراج التقطير التي يقل قطرها عن 0.8 متر وارتفاعها لا يزيد عن 7 أمتار. نادراً ما يتم استخدام أبراج ذات الغطاء الفقاعي الآن بسبب هيكلها المعقد وصعوبات التصنيع.

6. الموسع التوربيني

إنها آلة ذات شفرات دوارة تستخدمها مولدات النيتروجين لتوليد الطاقة الباردة. وهو توربين غازي يستخدم في ظروف درجات الحرارة المنخفضة. تنقسم الموسعات التوربينية إلى نوع التدفق المحوري، ونوع التدفق الشعاعي المركزي، ونوع التدفق الشعاعي المركزي وفقًا لاتجاه تدفق الغاز في المكره؛ اعتمادًا على ما إذا كان الغاز يستمر في التوسع في المكره، يتم تقسيمه إلى نوع الهجوم المضاد ونوع التأثير. التوسع المستمر هو نوع من الهجوم المضاد. النوع، فإنه لا يستمر في التوسع ويصبح نوع التأثير. تستخدم موسعات توربينات تأثير التدفق المحوري الشعاعي أحادية المرحلة على نطاق واسع في معدات فصل الهواء. يحتوي مولد النيتروجين لفصل الهواء المبرد على معدات معقدة، ومساحة كبيرة، وتكاليف بنية تحتية عالية، واستثمار مرتفع لمرة واحدة في المعدات، وتكاليف تشغيل عالية، وإنتاج غاز بطيء (12 إلى 24 ساعة)، ومتطلبات تركيب عالية، ودورة طويلة. مع الأخذ في الاعتبار عوامل المعدات والتركيب والبنية التحتية، فإن حجم الاستثمار لمعدات PSA بنفس المواصفات للمعدات التي تقل عن 3500Nm3/h هو أقل بنسبة 20% إلى 50% من معدات فصل الهواء المبردة. جهاز مولد النيتروجين المبرد مناسب لإنتاج النيتروجين الصناعي على نطاق واسع، ولكن إنتاج النيتروجين على نطاق متوسط ​​وصغير غير اقتصادي.