أثناء عملية فصل الهواء المبردة ، يجب ضغط الهواء وتبريده وتنقيته في البداية ، ثم يدخل المعدات الرئيسية مثل أبراج التقطير لفصل المكونات. في هذه العملية ، يتحمل الموزع مسؤولية توزيع الهواء المعالج بالتساوي أو السوائل الأخرى إلى وحدة المعالجة اللاحقة. أخذ برج التقطير كمثال ، إذا لم يتمكن الموزع من تحقيق توزيع موحد ، فسيؤدي ذلك إلى توزيع غير متساو للغاز والسائل في البرج. ستقدمك هذه المقالة بالتفصيل دور الجهاز الموزع في فصل الهواء المبرد.
حالات البيانات ذات الصلة
على سبيل المثال ، في جهاز فصل الهواء المبرد الكبير ، نظرًا للتصميم غير المعقول للموزع المستخدم في المرحلة المبكرة ، يكون معدل تدفق الغاز في بعض مناطق برج التقطير كبيرًا جدًا ، ومعدل تدفق الغاز في بعض المناطق غير كافٍ. هذا يؤدي مباشرة إلى نقاء الأوكسجين والنيتروجين للمنتج الذي لا يمكنه تلبية متطلبات التصميم. لا يمكن الحفاظ على نقاء الأكسجين إلا عند حوالي 90 ٪ ، وهو أقل بكثير من الهدف 99.6 ٪ ، ونقاء النيتروجين هو 98 ٪ فقط ، وهو أمر يصعب تلبية الطلب على الغازات العالية في الإنتاج الصناعي. في وقت لاحق ، بعد استبداله بموزع جديد عالي الكفاءة ، تم ضمان التوزيع الموحد للغاز ، وتم زيادة نقاء الأكسجين إلى أكثر من 99.5 ٪ ، ووصل نقاء النيتروجين إلى 99.9 ٪ ، مما أثبت تمامًا أهمية وظيفة التوزيع الموحد للموزع.
1. تعزيز الاتصال الكامل بين الغاز والسائل
في برج التقطير لفصل الهواء المبرد ، فإن التلامس الكامل بين المراحل الغازية والسائل هو المفتاح لتحقيق فصل فعال. يمكن للموزع رش أو توزيع السائل بالتساوي على طبقة الحشو بطريقة محددة ، مع السماح للغاز بالمرور بالتساوي من الأسفل. يسمح تصميم الموزع الجيد للسائل بتكوين فيلم سائل موحد على سطح الحشو ، مما يزيد من منطقة التلامس السائلة الغاز. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما يعمل الموزع بشكل جيد ، يمكن أن تزيد منطقة التلامس السائلة الغاز بنسبة 30 ٪ - 50 ٪ مقارنة مع عندما يكون التوزيع غير متساوٍ. على سبيل المثال ، في برج فصل الهواء المبرد بعمق مع قدرة معالجة تبلغ مساحته 10000 متر مكعب/ساعة ، يمكن أن يجعل موزع الخزانات ذو الأداء الممتاز غازًا وسائلًا تمامًا ، ويحسن كفاءة التقطير بشكل كبير ، وينتج حوالي 200 متر من الأكسجين عالي النقاء وحوالي 300 متر مكعب في الساعة في الساعة بشكل كبير.
2. تحسين عملية نقل الكتلة ونقل الحرارة
يستخدم فصل الهواء المبرد بشكل أساسي الاختلافات في نقاط الغليان من مكونات مختلفة في الهواء لتحقيق الفصل من خلال التبخر والتكثيف المتعدد ، وهي عملية مصحوبة بكمية كبيرة من نقل الكتلة ونقل الحرارة. يساعد التصميم العقلاني وتخطيط الموزع على تحسين هذه العملية. من ناحية ، يمكن أن يجعل الغاز والسائل الموزعة بشكل متساوٍ نقل الحرارة بشكل أكثر موحدة ويقلل من ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو التبريد الفائق. في المبادل الحراري ، يوزع الموزع بالتساوي السوائل الساخنة والباردة على سطح تبادل الحرارة ، مما يمكن أن يحسن كفاءة تبادل الحرارة. يتم اختبار أنه يمكن زيادة معامل نقل الحرارة للمبادل الحراري بنسبة 15 ٪ - 20 ٪. من ناحية أخرى ، في برج التقطير ، يعزز التلامس الكامل والتوزيع الموحد للغاز والسائل نقل المواد ، مما يجعل من السهل على المكونات الضوئية مثل النيتروجين أن يتبخر من الطور السائل إلى مرحلة الغاز ، والمكونات الثقيلة مثل الأكسجين للتكثيف من الطور السائل. على سبيل المثال ، في جهاز فصل الهواء المبرد متوسط الحجم ، من خلال تحسين الموزع ، يتم تقليل ارتفاع وحدة نقل الكتلة في برج التقطير بنسبة 10 ٪ -15 ٪. تحت نفس ارتفاع البرج ، تم تحسين تأثير الفصل بشكل كبير وجودة المنتج أكثر استقرارًا.
3. تشغيل النظام المستقر
تعتبر تشغيل الموزع المستقر أمرًا بالغ الأهمية لاستقرار نظام فصل الهواء المبرد بأكمله. إذا فشل الموزع ، مثل الانسداد ، والتشوه ، وما إلى ذلك ، فإنه سيؤدي إلى توزيع غاز غير طبيعي وسائل ، مما سيؤدي بدوره إلى تقلبات ضغط النظام ودرجات حرارة غير طبيعية. في معدات فصل الهواء المبردة مع قدرة معالجة قدرها 5000 متر مكعب/ساعة ، تم حظر بعض الثقوب الصغيرة في الموزع ، مما أدى إلى توزيع غير متساو للسوائل ، وتقلب الضغط في برج التقطير بعنف. زاد نطاق تقلب الضغط من ± 0.01mpa إلى ± 0.05mpa ، والذي لم يؤثر فقط على جودة المنتج ، ولكنه يشكل أيضًا تهديدًا للتشغيل الآمن للمعدات. أُجبر على التوقف والإصلاح بشكل متكرر ، مما تسبب في خسائر اقتصادية كبيرة. بعد تنظيف الموزع في الوقت المناسب أو استبدال موزع جديد ، سيعود ضغط النظام إلى مستقر ، ويمكن للمعدات أن تعمل بشكل مستمر وثبات ، مما يضمن استمرارية الإنتاج.
تتمثل وظيفة الموزع في فصل الهواء المبرد في العملية بأكملها ، من توزيع الغاز إلى التلامس السائل الغاز ، ونقل الكتلة ونقل الحرارة ، واستقرار النظام ، لا يمكن فصل كل رابط عن التشغيل الفعال للموزع.
