Криогенная установка для газообразного кислорода

Типы криогенных установок для производства жидкого кислорода

Криогенная установка для производства жидкого кислорода работает путем охлаждения газа, а затем его сжатия. К основным типам относятся:

• Фракционная перегонка

  Это традиционный метод, используемый для производства жидкого кислорода в промышленных масштабах. Фракционная перегонка воздуха происходит в криогенном блоке разделения воздуха (ASU). Воздух охлаждается до криогенных температур, а затем кислород, азот и аргон разделяются путем дистилляции. Затем установка производит газообразный кислород и направляет определенную его часть на сжижение. Это делается путем дальнейшего охлаждения кислорода ниже его точки кипения и отвода его в виде жидкого кислорода.

• Адсорбция с переменным давлением (PSA)

  Установка PSA обозначает другой процесс производства газообразного кислорода. Здесь азот и кислород разделяются при комнатной температуре с использованием адсорбирующих материалов. Кислород с чистотой 90% производится, а затем охлаждается до -183 градусов по Цельсию, чтобы стать жидким кислородом. Некоторые установки преобразуют кислород, полученный методом PSA, непосредственно в жидкий кислород без охлаждения до криогенных температур. Это более экономичный вариант по сравнению с дистилляцией. Некоторые установки также могут использовать адсорбцию с переменным вакуумом (VSA), поскольку она требует меньших затрат энергии по сравнению с PSA.

• Интегрированные установки газификации с комбинированным циклом (IGCC)

  Эти электростанции используют жидкий кислород в процессе газификации для производства электроэнергии. В процессе газификации кислород используется для преобразования угля и других углеводородных топлив в смесь водорода и окиси углерода, известную как синтез-газ (синтез-газ). Синтез-газ сжигается в газовой турбине для выработки электроэнергии. Побочным продуктом процесса сгорания является высокотемпературный газ, который может использоваться для питания паровой турбины. Процесс объединяет два турбинных цикла, отсюда и название интегрированная газификация с комбинированным циклом. Некоторые электростанции используют технологию IGCC для сжижения кислорода и его использования в процессе газификации. Жидкий кислород может повысить эффективность процесса газификации.

Некоторые установки, которые производят жидкий азот или аргон, также могут производить жидкий кислород. Жидкий азот и жидкий кислород производятся одинаково, то есть путем криогенного разделения воздуха путем фракционной перегонки. Разница в том, что точка кипения азота значительно ниже, чем у кислорода. Можно сначала собрать азот, а затем продолжить процесс дистилляции для сбора кислорода.

Технические характеристики и обслуживание криогенных установок для производства жидкого кислорода

• Мощность:

  Производительность по разделению кислорода может быть указана в единицах выхода газообразного или жидкого кислорода. В типичной промышленной обстановке производственная мощность колеблется от 20 000 до 500 000 кубических метров в день.

• Чистота:

  Чистота кислорода описывает процентное содержание кислорода в общем объеме газа. Высокая чистота, например 99,5% и выше, необходима для медицинского или высококачественного промышленного использования.

• Рабочее давление:

  Соответствующее рабочее давление имеет решающее значение для максимизации эффективности разделения и выхода. Типичное рабочее давление колеблется от 1 до 5 МПа (мегапаскаль).

• Температура:

  Для сжижения и разделения газов необходимы экстремальные температуры. Для производства кислорода необходимы криогенные температуры в диапазоне от -164°C до -196°C.

• Компоненты оборудования:

  Следует поддерживать в рабочем состоянии ключевые элементы оборудования, такие как воздушные компрессоры, теплообменники, дистилляционные колонны и сжижители. Регулярно проверяйте их структурную целостность, эксплуатационные характеристики, герметичность и т. д.

Выше изложены только технические характеристики и общие методы технического обслуживания криогенной установки для производства жидкого кислорода. Стоит отметить, что подробное руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию, предоставляемое производителем, является наиболее надежным и эффективным руководством по техническому обслуживанию. Разные установки имеют разные характеристики, поэтому всегда важно следовать инструкциям, соответствующим конкретным моделям оборудования. Модели с разными характеристиками могут иметь разные потребности в техническом обслуживании, и для поддержания установки в хорошем состоянии лучше всего следовать инструкциям, которые были предоставлены с ней при покупке.

Сценарии

Криогенная установка для производства жидкого кислорода производит жидкий кислород для различных отраслей промышленности и областей применения. Криогенные установки для производства кислорода часто используются в больницах и лечебных учреждениях. Они снабжают пациентов жидким кислородом для использования в кислородотерапии и других медицинских целях. Преимущество этих установок заключается в том, что они могут непрерывно обеспечивать жидким кислородом. Это очень важно для медицинских учреждений, которые должны лечить пациентов с дыхательными осложнениями.

Аэрокосмическая промышленность в значительной степени полагается на криогенные установки для производства кислорода, чтобы удовлетворять свои потребности в жидком кислороде. Некоторые продукты производят жидкий кислород в процессе, использующем криогенные температуры. Аэрокосмические компании используют жидкий кислород в качестве ракетного топлива. Некоторые мобильные системы кислородотерапии в основном полагаются на криогенные установки для производства кислорода. Они облегчают снабжение пациентов кислородом независимо от окружающей среды.

Промышленные предприятия используют жидкий кислород в качестве сырья для различных процессов. Сталелитейные предприятия используют кислород для ускорения горения и снижения содержания примесей в конечном стальном продукте. Химическая промышленность использует жидкий кислород в качестве сырья для производства различных химикатов. Удобрительные компании используют жидкий кислород для производства аммиака по методу Габера.

Криогенные установки для производства жидкого кислорода играют ключевую роль в исследованиях и разработках в нескольких областях. Они часто используются в академических и исследовательских учреждениях. Чистый жидкий кислород используется для изучения свойств материалов при крайне низких температурах. Кроме того, криогенные установки для производства кислорода используются для производства больших количеств жидкого кислорода. Это делается для коммерческих целей оптом, а небольшие и средние криогенные установки для производства кислорода используются для сжижения воздуха.

Сельское хозяйство также является частым пользователем криогенных установок для производства жидкого кислорода. Они производят обогащенную кислородом воду путем впрыска жидкого кислорода в воду. Это полезно для водных организмов и повышает сельскохозяйственную производительность.

Как выбрать криогенную установку для производства жидкого кислорода

• Оцените потребность в кислороде:

  Определите конкретные требования для выбора подходящей криогенной установки для производства кислорода. Это включает в себя желаемую чистоту, мощность и область применения. Покупка установки с большой производственной мощностью может привести к более высоким эксплуатационным расходам, если спрос низкий.

• Учитывайте конструкцию и технологию установки:

  Существует несколько типов, таких как фракционная перегонка и адсорбция с переменным давлением (PSA). У каждого типа есть свои преимущества и недостатки. Исследуйте и сравните различные конструкции, чтобы найти ту, которая соответствует вашим целям и бюджету.

• Оцените поставщика:

  Промышленным предприятиям необходимо найти надежного поставщика с опытом поставки криогенных установок для производства кислорода. Покупатели оборудования должны проверить полномочия продавца и услуги технической поддержки. Крайне важно убедиться, что выбранная установка соответствует местным нормам и стандартам.

• Определите требования к установке и техническому обслуживанию:

  Оборудование должно быть должным образом обслуживаться, чтобы обеспечить его постоянную оптимальную производительность. Найдите установку с легко понятным руководством по эксплуатации и техническому обслуживанию. Это поможет техническому персоналу легко выполнять задачи по техническому обслуживанию.

Вопросы и ответы по криогенным установкам для производства жидкого кислорода

В1: В чем заключается принцип работы криогенной установки для производства кислорода?

A1: Криогенная установка для производства кислорода работает на основе трех основных этапов: разделения воздуха, конденсации и дистилляции. Во-первых, воздух сжимается. Воздух нагревается из-за повышения давления, что делает систему охлаждения очень важной. После этого охлажденный сжатый воздух проходит процесс сжижения. Затем азот и кислород в сжиженном воздухе разделяются в дистилляционных колоннах.

В2: В чем преимущества криогенной установки для производства жидкого кислорода?

A2: Криогенная установка для производства кислорода имеет ряд преимуществ. Во-первых, она производит кислород высокой чистоты. Во-вторых, она может хранить газообразный кислород в жидкой форме. В-третьих, жидкий кислород, производимый установкой, помогает в космических исследованиях и других важных отраслях, таких как авиация, здравоохранение и металлургия. Наконец, система охлаждения установки может использоваться для обработки и переработки других криогенных газов.

В3: Какие бывают типы криогенных установок для производства кислорода?

A3: Криогенные установки для производства кислорода имеют разные типы в зависимости от используемых методов разделения. Фракционная перегонка является наиболее распространенным методом в промышленных установках разделения газов. Существуют также некриогенные методы, такие как мембранное разделение и адсорбция с переменным давлением, которые не подходят для очистки кислорода при криогенной температуре.