Kako deluje kriogena kisikova elektrarna

Kaj je kriogena kisikova naprava?
 

Kriogena kisikova tovarna je industrijski objekt, ki ločuje kisik (in pogosto dušik in argon) od zunanjega zraka z uporabo izjemno nizkih temperatur za utekočinjenje zraka in nato z uporabo frakcijske destilacije. Ta postopek, znan kot kriogeno ločevanje zraka, izkorišča različna vrelišča glavnih komponent zraka za proizvodnjo visoko{1}}čistega kisika za industrijsko, medicinsko in drugo uporabo.

 

Kako deluje kriogena kisikova naprava?

 

Zračna kompresija
Atmosferski zrak se vsesa in stisne preko več-stopenjskih kompresorjev na zmeren tlak. shengerhk.com+2hitechgas.com+2

Očiščenje
Stisnjen zrak se pošlje skozi molekularna sita (ali podobne čistilne enote), da se odstrani vlaga, ogljikov dioksid in ogljikovodiki, s čimer se zagotovi, da je zrak pred kriogenim hlajenjem čist.

Predhodno hlajenje in izmenjava toplote
Očiščen zrak gre skozi toplotni izmenjevalnik, kjer se ohladi z izmenjavo toplote z odhajajočimi kriogenimi (hladnimi) plini. To zniža temperaturo zraka blizu njegove točke utekočinjenja.

Razširitev / Hlajenje
Del hladnega zraka se ekspandira v ekspanderju (ali preko Joule–Thomsonovega ventila), ki mu zmanjša pritisk in ga dodatno ohladi. Ta razširitev zagotavlja hlajenje, potrebno za doseganje kriogenih temperatur.

Utekočinjenje
Po zadostni ohladitvi del zraka kondenzira v tekočino. Ta tekočina je bogata z dušikom in kisikom, vendar še ni ločena na čiste komponente.

 

Frakcijska destilacija (rektifikacija)
Tekoči zrak vstopa v destilacijske stolpe (običajno sistem z dvojno-kolono):

Vvisoko{0}}tlačni stolpec, se del tekočine loči na bogatejšo dušikovo paro (zgoraj) in s kisikom -obogateno tekočino (spodaj)

Vstolpec z nizkim{0}}tlakom, se tekočina-obogatena s kisikom dodatno prečisti. Dušik -, ki vre pri nižji temperaturi -, izpari, medtem ko se kisik zaradi višjega vrelišča koncentrira v tekoči fazi.

Izterjava izdelka

kisik: Prečiščeni kisik se odvzame bodisi kot hladna tekočina (LOX) bodisi kot uparjen v plin, odvisno od potrebe. hitechgas.com

Dušik: Dušik je mogoče pridobiti z vrha destilacijske kolone; v nekaterih obratih se dobavlja kot plin ali utekočinjen. YG Machinery

Dodatni plini (kot je argon) se lahko po potrebi ločijo prek stranskih stebrov.

Rekuperacija toplote in učinkovitost
Izhodni tokovi produktov in odpadkov (kisik, dušik) se uporabljajo v toplotnih izmenjevalnikih za hlajenje vhodnega zraka v nasprotnem-toku, kar izboljša energetsko učinkovitost.

 

Izolirana hladilna škatla
Oprema za kriogeno destilacijo (toplotni izmenjevalniki in kolone) je nameščena v dobro-izoliranem ohišju (hladilni zaboj), da se zmanjšajo toplotne izgube.

 

Ključne prednosti kriogenih kisikovih obratov

●High purity: Capable of producing very pure oxygen (>95 % ali več), primeren za zahtevne industrijske ali medicinske aplikacije.

●Proizvodnja-velikega obsega: zaradi neprekinjenega delovanja in velike zmogljivosti zelo-primerna za okolja z velikim{2}}povpraševanjem. shengerhk.com

●Zmogljivost več-izdelkov: ena rastlina lahko pogosto proizvede kisik, dušik in celo argon v tekoči in plinasti obliki. cryomade.com

●Rekuperacija energije: Učinkovita integracija toplote in ekspanzijski cikli naredijo postopek bolj energetsko -učinkovitejši, kot bi sicer pričakovali.

 

Uporaba kriogenih kisikovih obratov

●Industrijska proizvodnja: Oskrba s kisikom za jeklarjenje, varjenje, proizvodnjo stekla in petrokemične procese.

●Medicina in zdravstvo: Zagotavljanje visoko{0}}čistega kisika za bolnišnice, klinike in nujne službe.

●Znanstveno raziskovanje: Podporni laboratoriji, ki potrebujejo tekoči kisik ali inertne pline za kriogene poskuse.

●Energija in okolje: V obratih za uplinjanje, kurilnih sistemih ali kot del infrastrukture za-zajem ogljika.

 

Zaključek

Kriogene kisikove elektrarne izkoriščajo nizko-temperaturno fiziko in frakcijsko destilacijo za ločevanje zraka v-pline visoke čistosti. Kombinacija čiščenja, izmenjave toplote, ekspanzije in destilacije omogoča tem napravam dovajanje kisika in drugih plinov v velikem obsegu z visoko čistostjo in učinkovitostjo. Zaradi njihove robustne zasnove in prilagodljivosti so ključni del sodobne industrijske plinske infrastrukture.

Pogosta vprašanja kupcev (6 pogostih vprašanj)

Kakšna je tipična čistost kisika, ki ga proizvaja kriogena kisikarna?
Cryogenic plants commonly produce oxygen with purities greater than 95%, and some designs reach >99 % kisika, odvisno od sistema frakcioniranja.

 

Kako energetsko intenzivno je kriogeno ločevanje?
Postopek zahteva veliko električne energije, zlasti za stiskanje zraka in hladilni cikel. Vendar učinkovita rekuperacija toplote in ekspanzijske turbine pomagajo zmanjšati neto porabo energije. biosng.com+1

 

Ali lahko ena sama rastlina proizvaja tako kisik kot dušik?
ja Obrat za kriogeno ločevanje zraka običajno proizvaja kisik in dušik hkrati. Lahko proizvaja tudi argon, če je konfiguriran z dodatno destilacijsko kolono.

 

Zakaj je hladilna škatla potrebna?
V hladilni škatli so destilacijski stolpci in izmenjevalniki toplote v izoliranem ohišju za vzdrževanje zelo nizkih temperatur in omejitev vdora toplote, kar je ključnega pomena za učinkovitost.

 

Kakšno vzdrževanje potrebuje kriogena kisikarna?
Vzdrževanje vključuje redne preglede kompresorjev, slojev molekularnih sit, ekspanzijskih strojev, celovitosti izolacije in sistemov za čiščenje, da se zagotovi zanesljivo delovanje in varnost.

 

Ali je kriogena kisikova naprava ekonomična za-majhne aplikacije?
Kriogene elektrarne postanejo najbolj ekonomične v večjem obsegu (visoka potreba po kisiku), saj so lahko manjše tehnologije (kot je PSA) stroškovno-učinkovitejše za nizke-do-srednje zahteve po pretoku.