Sản xuất nitơ tách không khí đông lạnh là phương pháp sản xuất nitơ truyền thống có lịch sử vài thập kỷ. Nó sử dụng không khí làm nguyên liệu thô, nén và làm sạch nó, sau đó sử dụng sự trao đổi nhiệt để hóa lỏng không khí thành không khí lỏng. Không khí lỏng chủ yếu là hỗn hợp oxy lỏng và nitơ lỏng. Sử dụng các điểm sôi khác nhau của oxy lỏng và nitơ lỏng, nitơ thu được bằng cách tách chúng thông qua quá trình chưng cất không khí lỏng.
Dòng quy trình điển hình
Toàn bộ quá trình bao gồm nén và lọc không khí, tách không khí và hóa hơi nitơ lỏng.
1. Nén và lọc không khí
Sau khi không khí được làm sạch bụi và tạp chất cơ học bằng bộ lọc không khí, nó đi vào máy nén khí, được nén đến áp suất cần thiết, sau đó được đưa đến bộ làm mát không khí để giảm nhiệt độ không khí. Sau đó, nó đi vào máy lọc làm khô không khí để loại bỏ độ ẩm, carbon dioxide, axetylen và các hydrocacbon khác trong không khí.
2. Tách khí
Không khí tinh khiết đi vào bộ trao đổi nhiệt chính trong tháp tách không khí, được làm lạnh đến nhiệt độ bão hòa bằng khí hồi lưu (nitơ sản phẩm, khí thải) và được đưa xuống đáy tháp chưng cất. Nitơ thu được ở đỉnh tháp, không khí lỏng được điều tiết và gửi đi. Nó đi vào thiết bị bay hơi ngưng tụ để bay hơi, đồng thời, một phần nitơ gửi từ tháp chỉnh lưu được ngưng tụ. Một phần nitơ lỏng ngưng tụ được sử dụng làm chất lỏng hồi lưu của tháp chỉnh lưu, phần còn lại được sử dụng làm sản phẩm nitơ lỏng và rời khỏi tháp tách khí.
Khí thải từ thiết bị bay hơi ngưng tụ được gia nhiệt lại đến khoảng 130K bằng bộ trao đổi nhiệt chính và đi vào thiết bị giãn nở để giãn nở và làm lạnh nhằm cung cấp khả năng làm mát cho tháp tách khí. Một phần khí giãn nở được sử dụng để tái sinh và làm mát sàng phân tử, sau đó được thải qua bộ giảm thanh. bầu không khí.
3. Sự bay hơi nitơ lỏng
Nitơ lỏng từ tháp tách khí được lưu trữ trong bể chứa nitơ lỏng. Khi thiết bị tách khí được kiểm tra, nitơ lỏng trong bể chứa sẽ đi vào thiết bị hóa hơi và được làm nóng trước khi đưa đến đường ống nitơ của sản phẩm.
Sản xuất nitơ đông lạnh có thể tạo ra nitơ với độ tinh khiết ≧99,999%.
sự tinh khiết
Sản xuất nitơ đông lạnh có thể tạo ra nitơ với độ tinh khiết ≧99,999%. Độ tinh khiết của nitơ bị giới hạn bởi tải lượng nitơ, số lượng khay, hiệu suất của khay và độ tinh khiết oxy trong không khí lỏng, v.v. và phạm vi điều chỉnh nhỏ.
Do đó, đối với một bộ thiết bị sản xuất nitơ đông lạnh, độ tinh khiết của sản phẩm về cơ bản là chắc chắn và không thuận tiện để điều chỉnh.
Thiết bị chính có trong thiết bị tạo nitơ đông lạnh
1. Lọc không khí
Để giảm sự mài mòn của bề mặt chuyển động cơ học bên trong máy nén khí và đảm bảo chất lượng không khí, trước khi không khí đi vào máy nén khí, trước tiên nó phải đi qua bộ lọc khí để loại bỏ bụi và các tạp chất khác có trong đó. Đầu hút khí của máy nén khí chủ yếu sử dụng bộ lọc hiệu suất thô hoặc bộ lọc hiệu suất trung bình.
2. Máy nén khí
Theo nguyên lý làm việc, máy nén khí có thể được chia thành hai loại: thể tích và tốc độ. Máy nén khí chủ yếu sử dụng máy nén khí piston, máy nén khí ly tâm và máy nén khí trục vít.
3. Máy làm mát không khí
Nó được sử dụng để giảm nhiệt độ của khí nén trước khi đi vào máy lọc làm khô không khí và tháp tách khí, tránh sự biến động lớn về nhiệt độ đi vào tháp và có thể kết tủa phần lớn độ ẩm trong khí nén. Máy làm mát nước nitơ (gồm tháp giải nhiệt nước và tháp giải nhiệt không khí: tháp giải nhiệt nước sử dụng khí thải từ tháp tách khí để làm mát nước tuần hoàn, còn tháp giải nhiệt không khí sử dụng nước tuần hoàn từ tháp giải nhiệt nước để làm mát không khí), máy làm mát không khí Freon.
4. Máy sấy và lọc không khí
Khí nén vẫn chứa một lượng ẩm nhất định, carbon dioxide, axetylen và các hydrocarbon khác sau khi đi qua bộ làm mát không khí. Độ ẩm đông lạnh và carbon dioxide lắng đọng trong tháp tách khí sẽ chặn các kênh, đường ống và van. Axetylen tích tụ trong oxy lỏng và có nguy cơ nổ. Bụi sẽ làm hao mòn máy móc vận hành. Để đảm bảo bộ phận tách khí hoạt động an toàn lâu dài, phải lắp đặt thiết bị lọc đặc biệt để loại bỏ các tạp chất này. Các phương pháp lọc không khí phổ biến nhất là hấp phụ và đông lạnh. Phương pháp hấp phụ rây phân tử được sử dụng rộng rãi trong các máy tạo nitơ cỡ vừa và nhỏ ở Trung Quốc.
Các nhà sản xuất sản xuất nitơ - Nhà máy và nhà cung cấp sản xuất nitơ Trung Quốc (xinfatools.com)
5. Tháp tách khí
Tháp tách khí chủ yếu bao gồm bộ trao đổi nhiệt chính, thiết bị hóa lỏng, tháp chưng cất, thiết bị bay hơi ngưng tụ, v.v. Thiết bị trao đổi nhiệt chính, thiết bị bay hơi ngưng tụ và thiết bị hóa lỏng là các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Nó là một loại bộ trao đổi nhiệt phân vùng kết hợp mới với cấu trúc kim loại hoàn toàn bằng nhôm. Chênh lệch nhiệt độ trung bình rất nhỏ và hiệu suất trao đổi nhiệt cao tới 98-99%. Tháp chưng cất là một thiết bị tách không khí. Các loại thiết bị tháp được chia theo các bộ phận bên trong. Tháp tấm sàng có tấm sàng được gọi là tháp tấm sàng, tháp nắp bong bóng có tấm nắp bong bóng được gọi là tháp nắp bong bóng, và tháp đóng gói với bao bì xếp chồng lên nhau được gọi là tháp tấm sàng. Tấm sàng có cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, hiệu suất tấm sàng cao nên được sử dụng rộng rãi trong các tháp chưng cất phân đoạn không khí. Tháp đóng gói chủ yếu được sử dụng cho tháp chưng cất có đường kính nhỏ hơn 0,8m và chiều cao không lớn hơn 7m. Tháp nắp bong bóng hiện nay hiếm khi được sử dụng do cấu trúc phức tạp và khó khăn trong sản xuất.
6. Tăng áp
Nó là một máy lưỡi quay được sử dụng bởi máy tạo nitơ để tạo ra năng lượng lạnh. Nó là một tuabin khí được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp. Turboexpanders được chia thành loại dòng chảy hướng trục, loại dòng hướng tâm và loại dòng hướng tâm theo hướng dòng chảy của khí trong bánh công tác; tùy theo việc khí có tiếp tục giãn nở trong cánh quạt hay không mà được chia thành loại phản công và loại tác động. Tiếp tục mở rộng là loại phản công. loại, nó không tiếp tục mở rộng và trở thành loại tác động. Máy giãn nở tuabin tác động dòng hướng tâm một giai đoạn được sử dụng rộng rãi trong thiết bị tách khí. Máy tạo nitơ tách không khí đông lạnh có thiết bị phức tạp, diện tích lớn, chi phí cơ sở hạ tầng cao, đầu tư thiết bị một lần cao, chi phí vận hành cao, sản xuất khí chậm (12 đến 24 giờ), yêu cầu lắp đặt cao và chu kỳ dài. Xét các yếu tố về thiết bị, lắp đặt, hạ tầng, quy mô đầu tư thiết bị PSA có cùng thông số kỹ thuật cho thiết bị dưới 3500Nm3/h thấp hơn từ 20% đến 50% so với thiết bị tách khí đông lạnh. Thiết bị tạo nitơ đông lạnh phù hợp cho sản xuất nitơ công nghiệp quy mô lớn, nhưng sản xuất nitơ quy mô vừa và nhỏ là không kinh tế.
Thời gian đăng: 27-02-2024
