Nhà máy tách khí sử dụng không khí làm nguyên liệu đầu vào, thông qua chu trình nén và phương pháp làm lạnh sâu để biến không khí thành chất lỏng, sau đó tiến hành chưng cất và tách dần từ không khí lỏng để sản xuất oxy, nitơ, argon và các loại khí trơ khác.
Nhà sản xuất thiết bị tách không khí
Thiết bị tách khí đề cập đến các thiết bị hóa lỏng khí, chưng cất và cuối cùng tách thành oxy, nitơ và các loại khí có ích khác. Thiết bị tách khí là một bộ thiết bị hoàn chỉnh bao gồm nhiều loại máy móc và thiết bị, thường được phân loại theo áp suất không khí. Thường sử dụng là 3 loại áp suất cao, áp suất trung bình và áp suất thấp. Khi chọn loại thiết bị, cần xem xét yêu cầu về loại sản phẩm, nhu cầu và độ tinh khiết, cũng như mức tiêu thụ năng lượng, chu kỳ vận hành liên tục an toàn và các yếu tố khác.
Thiết bị khí áp suất thấp được sử dụng rộng rãi vì tiêu thụ năng lượng thấp, chu kỳ vận hành liên tục dài và mang lại lợi ích kinh tế cao.
Thiết bị lạnh cực cấp (cryogenic) dùng để tách các sản phẩm khí và lỏng đơn thành từ khí nguyên liệu đa thành phần. Khi nói đến khí nguyên liệu đa thành phần thường bao gồm không khí, khí tự nhiên, khí lò coke, khí nước, khí thải ammonia và các loại khí cracking khác nhau. Thiết bị tách khí phổ biến bao gồm thiết bị tách không khí, thiết bị tách khí tự nhiên, thiết bị tách khí thải ammonia tổng hợp, thiết bị tách khí lò coke, khí nước và thiết bị chiết xuất khí hiếm.
Nguyên tắc tách khí
Nguyên tắc cơ bản của việc tách là: khí thô đã được tinh lọc với áp suất hoặc áp lực được làm lạnh từng bước đến nhiệt độ ngưng tụ của từng thành phần cần tách để thực hiện việc tách (ngưng tụ từng giai đoạn hoặc từng bước); Hoặc khí nguyên liệu được tách bằng cách tăng áp, làm mát, hóa lỏng và chưng cất. Nhiệt độ ngưng tụ phổ biến của khí (ở áp suất 101,325 kPa)
Hiện nay, có nhiều hình thức và loại thiết bị tách khí được sản xuất. Có các thiết bị để sản xuất oxy và nitơ dạng khí, và cũng có các thiết bị để sản xuất oxy và nitơ dạng lỏng. Nhưng xét về cơ bản quy trình, có bốn loại chính, đó là quy trình áp suất cao, áp suất trung bình, kết hợp áp suất cao và thấp, và quy trình hoàn toàn áp suất thấp. Quy mô sản xuất thiết bị tách khí của Trung Quốc đã phát triển từ việc sản xuất ban đầu chỉ 20m3/h (oxy) cho máy phát oxy, và hiện nay đã có khả năng sản xuất các thiết bị tách khí cỡ lớn với công suất 20000m3/h, 30000m3/h và 50000m3/h (oxy).
Thiết bị tách không khí là một hệ thống phức tạp lớn, chủ yếu bao gồm các phân hệ sau: hệ thống năng lượng, hệ thống lọc sạch, hệ thống làm lạnh, hệ thống trao đổi nhiệt, hệ thống chưng cất, hệ thống cung cấp sản phẩm, hệ thống lưu trữ chất lỏng và hệ thống điều khiển.
Hệ thống điện: Chủ yếu đề cập đến máy nén khí nguyên liệu. Thiết bị phân tách không khí tách không khí bằng nhiệt độ thấp để thu được oxy, nitơ và các sản phẩm khác, mà chủ yếu được hoàn thành bằng chuyển đổi năng lượng. Năng lượng của thiết bị chủ yếu là đầu vào của máy nén khí thô. Theo đó, hầu hết tổng tiêu thụ năng lượng cần thiết cho tách không khí là tiêu thụ năng lượng của máy nén khí thô.
Hệ thống làm sạch: Bao gồm hệ thống làm lạnh trước không khí (hệ thống làm mát không khí) và hệ thống lọc phân tử sàng lọc (hệ thống làm sạch). Nhiệt độ không khí nguyên liệu nén cao, và hệ thống làm mát không khí làm giảm nhiệt độ của không khí thông qua truyền nhiệt tiếp xúc, và có thể rửa các tạp chất độc hại như các chất có tính axit. Hệ thống lọc phân tử sieve tiếp tục loại bỏ nước, carbon dioxide, acetylen, propylen, propan và nitrous oxit từ không khí, có hại cho hoạt động của thiết bị phân tách không khí.
Hệ thống làm lạnh: Thiết bị tách không khí được làm lạnh bằng cách mở rộng, và việc làm lạnh toàn bộ thiết bị tách không khí tuân theo đúng chu kỳ làm lạnh cổ điển. Tuy nhiên, thường được gọi là thiết bị làm lạnh tách không khí, miễn là nó đề cập đến: máy mở rộng.
Hệ thống trao đổi nhiệt: Cân bằng nhiệt của thiết bị phân tách không khí được thực hiện thông qua hệ thống làm lạnh và hệ thống trao đổi nhiệt. Với sự phát triển của công nghệ, bộ trao đổi nhiệt hiện tại chủ yếu sử dụng bộ trao đổi nhiệt bị biến đổi tấm nhôm.
Hệ thống chưng cất: cốt lõi của thiết bị tách không khí, thiết bị quan trọng để đạt được tách nhiệt độ thấp. Chưng cất hai giai đoạn áp suất cao và thấp thường được sử dụng. Miễn là nó bao gồm một tháp áp suất thấp, một tháp áp suất trung bình và một máy bay hơi ngưng tụ.
Hệ thống phân phối sản phẩm: Ôxy và nitơ được tạo ra bởi thiết bị phân tách không khí đòi hỏi một áp lực nhất định để đáp ứng việc sử dụng các hệ thống tiếp theo. Miễn là nó được cấu tạo bởi nhiều thông số kỹ thuật khác nhau của máy nén oxy và nitơ.
Hệ thống lưu trữ lỏng: Thiết bị phân tách không khí có thể sản xuất một lượng nhất định oxy lỏng và nitơ lỏng và các sản phẩm khác để vào hệ thống lưu trữ lỏng để sử dụng khi cần thiết. Miễn là nó bao gồm nhiều thông số kỹ thuật khác nhau của bể chứa, máy bơm lỏng làm lạnh và bộ chế hòa khí.
Hệ thống điều khiển: Thiết bị phân tách không khí lớn sử dụng hệ thống điều khiển phân tán máy tính, có thể thực hiện điều khiển tự động.
Thiết bị tách không khí từ quá trình có thể được chia thành năm hệ thống cơ bản:
Hệ thống thanh lọc tạp chất: chủ yếu thông qua bộ lọc không khí và bộ hấp thụ sàng phân tử và các thiết bị khác, để thanh lọc không khí trộn với tạp chất cơ học, nước, carbon dioxide, acetylene và như vậy.
Hệ thống làm mát không khí và làm lỏng: chủ yếu bao gồm máy nén không khí, bộ trao đổi nhiệt, bộ mở rộng và van điều khiển không khí, v.v., đóng vai trò đóng băng không khí sâu.
Hệ thống sửa chữa không khí: các thành phần chính là tháp sửa chữa (tháp trên, tháp dưới), máy bay hơi ngưng tụ, máy làm mát phụ, van khí lỏng và van khí khí nitơ lỏng. Nó đóng vai trò tách các thành phần khác nhau trong không khí.
Hệ thống sưởi ấm và thổi: Hệ thống thanh lọc được tái tạo bằng cách sưởi ấm và thổi.
Hệ thống điều khiển dụng cụ: Kiểm soát toàn bộ quá trình thông qua các dụng cụ khác nhau.