في-وحدة فصل الهواء المبرد بالموقع

في سلسلة توريد الغاز الصناعي، اعتمد الحصول الموثوق على الأكسجين الغازي والنيتروجين والأرجون لفترة طويلة على الشراء الخارجي أو -محطات فصل الهواء المركزية واسعة النطاق. بالنسبة للعمليات ذات أنماط الاستهلاك المتقلبة، أو تكاليف النقل المرتفعة، أو متطلبات النقاء الصارمة لعمليات محددة، فإن وحدة فصل الهواء المبرد التي يتم تشغيلها بشكل مستقل في-الموقع يتم التعرف عليها بشكل متزايد باعتبارها بديلاً أكثر قابلية للتحكم ومجديًا اقتصاديًا. في جوهره، إنه عبارة عن مصنع مصغر لفصل الهواء تم بناؤه مباشرة عند نقطة الاستخدام، والذي يفصل فعليًا مكونات الهواء الجوي لتمكين -من الإنتاج عند الطلب والإمداد الفوري.

مبدأ التشغيل الأساسي

تعمل هذه المعدات على أساس تقنية التصحيح المبرد، والتي تستغل الاختلافات في نقاط الغليان بين الأكسجين والنيتروجين والأرجون (حوالي -183 درجة، -196 درجة، و-186 درجة، على التوالي). يمكن تلخيص العملية الشاملة في أربع مراحل متتابعة: الضغط، والتبريد المسبق، والتنقية، والتبريد الموسع، والتصحيح.

1. ضغط الهواء والتبريد المسبق-: يخضع الهواء المحيط لضغط متعدد-مراحل، وبعد ذلك يمر عبر وحدة تبريد مسبق- لخفض درجة حرارته إلى 5-12 درجة، مما يؤدي إلى تكثيف معظم محتوى الماء الحر.
2. نظام التنقية: يدخل الهواء المبرد مسبقًا- إلى منخل جزيئي ممتز، والذي يزيل ثاني أكسيد الكربون المتبقي والهيدروكربونات والرطوبة المتبقية، مما يضمن أن الهواء الداخل إلى صندوق التبريد جاف ونظيف (CO₂ أقل من أو يساوي 1 جزء في المليون).
3. توليد وتصحيح التبريد: يتدفق الهواء المنقى إلى المبادل الحراري الرئيسي، حيث يتم تبريده عن طريق إعادة تيارات الغاز المبردة إلى درجة حرارة تقترب من التسييل. ثم يدخل عمود التصحيح-عادةً ما يكون ترتيب عمود مزدوج-حيث يحدث انتقال الكتلة والحرارة بين البخار المتصاعد والسائل الهابط. يتم الحصول على نيتروجين عالي النقاء- من الأعلى، بينما يتم سحب الأكسجين السائل أو الغازي من الأسفل، ويتم استخراج جزء الأرجون من القسم الأوسط ويتم تكريره بشكل أكبر في عمود أرجون خام.
4. تسليم المنتج: اعتمادًا على تكوين النظام، يمكن أن تشتمل المنتجات النهائية على الأكسجين الصناعي-(نقاء 99.6%)، والنيتروجين عالي النقاء-(99.999%)، والأرجون (99.999%)، ويتم تسليمها جميعًا إما في صورة غازية أو كسوائل مبردة إلى شبكة خطوط الأنابيب الداخلية للمستخدم.

طوال هذه العملية، يعد التوازن البارد أمرًا بالغ الأهمية-حيث يجب أن تعوض سعة التبريد الناتجة عن توربينات التمدد تمامًا خسائر التبريد في النظام للحفاظ على ظروف تصحيح مستقرة. بالمقارنة مع تقنيات الامتزاز المتأرجح بالضغط أو فصل الغشاء، توفر وحدة فصل الهواء المبردة في الموقع- كفاءة فصل أعلى بكثير وهي مناسبة بشكل خاص للطلب على الغاز على نطاق متوسط-إلى-كبير- (عادة من 100 إلى 3000 نيوتن متر مكعب/ساعة) حيث يكون نقاء المنتج الثابت أمرًا ضروريًا.

معلمات الأداء الرئيسية (النطاق المرجعي النموذجي)

ملحوظة: البيانات المذكورة أعلاه مبنية على الشروط المرجعية القياسية (درجة الحرارة المحيطة 30 درجة، الرطوبة النسبية 80%، عند مستوى سطح البحر). سيختلف الأداء الفعلي باختلاف الارتفاع وظروف الأرصاد الجوية المحلية؛ يجب تأكيد القيم النهائية عن طريق حسابات العملية.

الخصائص التقنية وكفاءة الطاقة

بالمقارنة مع شاحنات توصيل الأكسجين السائل أو الغاز عبر الأنابيب، توفر وحدة فصل الهواء المبرد في الموقع-الميزة الأساسية المتمثلة في مزامنة الإنتاج مع الاستهلاك-وهذا يؤدي إلى تقليل خسائر النقل، وخسائر التبخر في صهاريج التخزين، والتعرض لتقلبات أسعار السوق. فيما يتعلق بأداء الطاقة، فإن استخدام-الموسعات التوربينية عالية الكفاءة-والمبادلات الحرارية ذات الزعانف المصنوعة من ألواح الألومنيوم-يحد من خسائر الأطراف الباردة-إلى أقل من 8%. يقوم نظام تنظيم الحمل المتغير التلقائي - المتكامل بضبط معدل تغذية الهواء ونسب استخلاص المنتج وفقًا للطلب النهائي، مما يحافظ على كفاءة التصحيح عبر نطاق تحميل يتراوح بين 50% إلى 110% دون أي تدهور.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تجديد نظام تنقية الغربال الجزيئي باستخدام نفايات النيتروجين التي يتم تسخينها بواسطة سخان مخصص، مما يلغي الحاجة إلى بخار خارجي أو عناصر تسخين كهربائية إضافية، وبالتالي تقليل الاستهلاك الإجمالي للمرافق. بالنسبة للمواقع التي تتطلب الوصول المتزامن إلى الأكسجين والنيتروجين والأرجون-على سبيل المثال، في تطبيقات تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ أو اللحام الإلكتروني أو التغطية الكيميائية-يعمل النظام على تمكين إخراج منتجات متعددة-من عملية تثبيت واحدة، مما يؤدي إلى تجنب النفقات الرأسمالية المتكررة.

مجالات التطبيق الصناعي

• معالجة المعادن والمعالجة الحرارية: الأكسجين المستخدم في الاحتراق-القطع المساعد والأكسجين-الاحتراق المعزز؛ النيتروجين المستخدم للحماية الصلب وتطهير الفرن.
• الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية: يعمل النيتروجين كغاز تطهير وغطاء للمفاعلات؛ يُستخدم الأكسجين في عمليات الأكسدة أو معالجة الغازات المنطلقة-.
• تصنيع الإلكترونيات وأشباه الموصلات: يعمل النيتروجين-عالي النقاء كغاز حامل وغاز تنظيف؛ يستخدم الأرجون في عمليات ترسيب البخار الفيزيائي لتصنيع الرقائق.
• قطاعا الأغذية والمستحضرات الصيدلانية: النيتروجين المطبق في عبوات الغلاف الجوي المعدل والحفاظ على النضارة؛ النيتروجين السائل المستخدم في الطحن المبرد أو التجميد-التجفيف المسبق-التبريد.
• الزجاج ومواد البناء: الأكسجين المستخدم في احتراق الوقود بالأكسجين في أفران الزجاج- لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين.

نطاق التكوين والدعم الفني

يختلف كل موقع تركيب من حيث تكلفة الكهرباء ودرجة حرارة ماء التبريد والارتفاع وضغط توصيل الغاز المطلوب. لذلك، يعد تصميم العملية الخاصة بالموقع-ممارسة قياسية: بدءًا من تحليل تكوين هواء التغذية، ودمج بيانات الأرصاد الجوية لمدة -عام كامل، وحتى تخطيط الصندوق البارد، وتوجيه الأنابيب، وواجهة نظام التحكم-يتم تحديد جميع الأبعاد وفقًا للظروف الفعلية. يتضمن نطاق المعدات القياسية عادةً ما يلي:

• نظام التحكم الموزع (DCS) مع واجهة المراقبة عن بعد
• منطق التشغيل/الإيقاف المتسلسل لعملية -زر واحدة
• نظام إنذار تشخيصي ذاتي للأعطال- (يغطي درجة حرارة المحمل، والاهتزاز، ومستوى السائل، وانحرافات النقاء)
• يتم تسليم مجموعة قطع الغيار (المنخل الجزيئي، وخراطيش الفلتر، وأغشية صمامات الأجهزة، وما إلى ذلك) مع الوحدة الرئيسية

يتضمن الدعم الفني إرشادات حول التشغيل في الموقع وتدريب المشغلين على مدار فترة -أسبوعين بعد الانتهاء من الأعمال الميكانيكية. بالنسبة لتوسعات السعة، تم تصميم النظام بطريقة معيارية-يمكن تصنيع الصندوق البارد و-مزلق التبريد المسبق وأوعية التنقية في المصنع-، مما يتطلب توصيل الأنابيب والكابلات الكهربائية في الموقع فقط-، مما يقلل بشكل كبير من مدة الأعمال المدنية.

تمثل وحدة فصل الهواء المبردة في الموقع-والتي تقدمها شركة Shenger Gas حلاً مصممًا بالكامل يغطي محاكاة العمليات، ونمذجة الطاقة، والإشراف على التركيب، والصيانة التشغيلية-على المدى الطويل. بفضل أكثر من عقد من الخبرة في مشاريع التبريد العميق، اكتسب الفريق الهندسي خبرة مثبتة في التكوين المثبت على المنزلق، والتحكم التلقائي في متابعة الحمل، والتصميم منخفض استهلاك الطاقة. بالنسبة للتطبيقات التي يتجاوز الطلب فيها على الغاز 200 نيوتن متر مكعب في الساعة وبمواصفات صارمة للنقاء والضغط، يمكن تقديم دراسة جدوى تتضمن فترة استرداد تقديرية لضمان احتساب كل متر مكعب من الغاز واستخدامه بشفافية اقتصادية كاملة.

الوسم : في-وحدة فصل الهواء المبردة في الموقع، الصين في-مصنعي وحدات فصل الهواء المبردة في الموقع، والموردين، والمصانع