Меню Рубрики

Установки воздухоразделительные и редких газов это

Воздухоразделительные установки (ВРУ)

Воздухоразделительные установки (ВРУ) — установки для разделения воздуха на компоненты: кислород, азот, аргон, неон, ксенон, кр

Газовый состав воздуха на земле одинаков, за исключением углекислого газа, углеводородов и аммиака, концентрация которых на несколько (3 и более) порядков меньше, чем содержание кислорода и азота.

Воздухоразделительные установки (ВРУ) — установки для разделения воздуха на компоненты: кислород, азот, аргон, неон, ксенон
ВРУ состоит из 2-х секций: ожижительной и разделительной.
Ожижительная секция предназначена для получения жидкой флегмы, в которой массовая доля кислорода чуть выше, чем в воздухе, за счет более высокой температуры кипения, как следствие при испарении в парах над флегмой больше низкокипящих компонентов, таких как азот.
Ожижительная секция состоит из блока комплексной очистки и осушки (БКОО), компрессора, теплообменников, расширителя, в роли которого выступает дроссель или детандер, и оканчивается резервуаром для скопления сжиженной флегмы.
Обычно резервуаром для флегмы является дно ректификационной колонны.
Как правило, в системе стоит от 2-х и более теплообменников.
1-й теплообменник работает при положительных температурах, и предназначен для охлаждения сжатого компрессором воздуха, окружающим воздухом.
Последующие теплообменники охлаждают сжатый воздух путем теплообмена с исходящими продуктами: кислородом, азотом или флегмой.

Разделительная секция обычно состоит из ректификационной колонны, конденсатора-испарителя и ряда азото-кислородных теплообменников.
Количество ректификационных колонн зависит от конкретного газа или жидкости, который по техпроцессу получается в установке.
При получении, например, только газообразного азота в установке находится 1 колонна.
Воздух, проходит через несколько фильтров механической фильтрации, затем попадает в компрессор, где сжимается до давления цикла, затем поступает в БКОО, где с помощью адсорбентов из него удаляются влага, двуокись углерода и углеводороды, затем — в теплообменники.
Затем воздух попадает в нижнюю ректификационную колонну, где ректифицирует на кубовую жидкость (

35 % O2, 2 % Ar, остальное азот) и газообразный азот с чистотой

При получении кислорода в установке будут находиться верхняя и нижняя колонны и конденсатор — испаритель между ними.
Кубовая жидкость подается в середину верхней ректификационной колонны, а жидкий азот — в верх верхней ректификационной колонны.
Из верха верхней ректификационной колонны отбирается газообразный азот, внизу собирается жидкий кислород.
Жидкий кислород попадает в конденсатор-испаритель, который производит теплообмен с газообразным азотом нижней ректификационной колонны.

При получении аргона в установке будет находиться 4 колонны: нижняя, верхняя, сырого аргона, чистого аргона.

Остальные газы (ксенон, криптон, неон), находящиеся в воздухе получают в крупных ВРУ в виде смесей, из которых далее, в специальном оборудовании, эти газы выделяют в чистом виде.
Неон и гелий при работе ВРУ накапливаются в конденсаторе-испарителе в виде некондесируемой фракции.

Это может нарушать процессы конденсации азота, поэтому для удаления неона и гелия предусмотрен вентиль стравливания.

ВРУ классифицируются:
в соответствии с методами разделения воздуха — на адсорбционные, мембранные и криогенные.

по давлению цикла разделения: P = 15 ÷ 20 МПа — высокое давление, P = 4 ÷ 7 МПа — среднее давление, P = 0,5 ÷ 1,2 МПа — низкое давление. по производительности:
малой Vк = 30 ÷ 300 (м³ N2 или O2)/час при нормальных условиях (T0 = 273 K, P0 = 760 мм рт.ст. = 101325 кПа);
средней Vк = 300 ÷ 3000 (м³ N2 или O2)/час при нормальных условиях;
высокой Vк > 3000 (м³ N2 или O2)/час при нормальных условиях;

по состоянию получаемого продукта:
для получения газообразных продуктов;
для получения жидких продуктов;
для одновременного получения продуктов в жидкой и газообразной фазах;

Расшифровка названия:
После тире в названии ВРУ указывается её производительность по первому продукту в тыс.м³/ч или тыс.кг/ч если речь идет о жидких продуктах.
А — получение газообразного азота
К — получение газообразного кислорода
Аж — получение жидкого азота
Кж — получение жидкого кислорода
Ар — получение газообразного аргона
Кт — получение технологического (чистота 95 %) кислорода

источник

Установки воздухоразделительные и редких газов это

+7 863 296 46 76
cryoros@gmail.com

Воздухоразделительные установки краткое описание работы

На примере воздухоразделительной станции для получения жидкого азота и жидкого кислорода

На входе в воздушный компрессор исходный атмосферный воздух проходит грубую систему фильтрации для удаления пыли и механических примесей. Воздух прошедший систему очистки поступает в центробежный компрессор где сжимается до определенного давления.

После этого сжатый и очищенный воздух, поступает в систему предварительного охлаждения, где охлаждается. Охлажденный воздух поступает во влагоотделитель для удаления влаги. Далее воздух поступает в адсорбционный блок очистки, где происходит удаление влаги, диоксида углерода и углеводородов, присутствующих в атмосферном воздухе.

Блок очистки состоит из двух вертикальных адсорберов засыпанных активным оксидом алюминия и молекулярным ситом (в нижней части адсорбера присутствует активный оксид алюминия, а верхняя часть молекулярное сито). Когда один адсорбер находится в работе, другой регенерируется при повышенной температуре сбрасывая пермиат (влагу и воздух обогащённый углеводородами) в атмосферу. На выходе из блока очистки с помощью фильтра тонкой очистки удаляется пыль адсорбентов.

Пройдя фильтр тонкой очистки, часть воздуха сжимается проходя через турбодетандерный агрегат, после чего через доохладитель, воздух поступает в основной теплообменник, затем извлекается из верхней части основного теплообменника. Далее воздух охлаждается низкотемпературной холодильной машиной и возвращается в основной теплообменник, затем извлекается из середины основного теплообменника и поступает в расширительную турбину для создания холодильной мощности и снова поступает в нижнюю часть основного теплообменника для повторного нагрева до нормальной температуры, а затем возвращается к воздушному компрессору.
Вторая часть воздуха после блока очистки поступает в основной теплообменник для охлаждения до температуры насыщения и затем поступает в нижнюю колонну.

Читайте также:  Установка kde для ubuntu

Обогащенный кислородом жидкий воздух образуется путем дистилляции на дне нижней колонны, а высокая чистота газообразного азота достигается в верхней части нижней колонны. Большая часть газообразного азота конденсируется конденсатором-испарителем, часть жидкого азота подают в нижнюю колонну в виде флегмы, другая часть жидкого азота после охлаждения в переохладителе делится на две части. Одна часть из которых направляется в верхнюю колонну в виде флегмы, другая часть выдается как жидкий азот. Чистый жидкий кислород получается из нижней части верхней колонны. После охлаждения через переохладитель он поступает в резервуар в виде жидкого кислородного продукта.

Отработанный газообразный азот из верхней части верхней колонны проходит через переохладитель и поступает в нижнюю часть основного теплообменника для нагрева до определенной температуры.
Затем он переходит в расширительную турбину для создания холодильной мощности и снова возвращается в основной теплообменник для повторного нагрева до нормальной температуры. Часть отбросного азота направляется в блок очистки в качестве регенерирующего газа. Другая часть сбрасывается в атмосферу.

источник

Получение продуктов разделения воздуха

Для получения основных продуктов разделения воздуха – азота и кислорода -используются воздухоразделительные установки, которые по принципу работы разделены на три основных типа:

  • криогенные — с разделением воздуха методом низкотемпературной ректификации;
  • адсорбционные — работающие при температуре окружающей среды и обеспечивающие разделение воздуха с помощью адсорбентов;
  • мембранные — работающие при температуре окружающей среды и обеспечивающие разделение воздуха с помощью полимерных мембран (молекулярных сит), выполненных в виде капиллярных трубок.

Критерием выбора типа установки является необходимый продукт, его состояние (сжиженное или газообразное), чистота, давление продуктового газа, производительность и экономичность.

Криогенные воздухоразделительные установки (ВРУ)

Принцип работы криогенных воздухоразделительных установок основан на низкотемпературной ректификации сжиженного воздуха. Установки состоят из компрессорного, технологического и вспомогательного оборудования. Упрощенная технологическая схема выглядит следующим образом: воздух после сжатия в компрессоре проходит блоки очистки, где освобождается от влаги, углекислоты и углеводородов, расширяется в детандере с понижением температуры, проходит через теплообменники, сжижается и попадает в ректификационную колонну на разделение, после чего, в зависимости от режима, выдается азот или кислород в жидком или газообразном состоянии.

Криогенные ВРУ технически достаточно сложны, требуют значительного времени для выхода на режим, смену режима и отогрев, включают в себя энергоемкую систему очистки, металлоемкое тепло- и массообменное оборудование, детандер, систему автоматики. Криогенные установки требуют высококвалифицированного обслуживания и достаточно энергоемки. Эти недостатки компенсируются возможностью получения сжиженных продуктов разделения воздуха и чистого медицинского кислорода.

НПО «ГЕЛИЙМАШ» выпускает малые криогенные установки по циклу высокого давления в двух базовых исполнениях: стационарную СКДС-100В и транспортабельную ТКДС-100В, размещенную в двух стандартных 20-футовых контейнерах. Станции предназначены для получения газообразного азота или кислорода под давлением, сжиженного азота или кислорода а также сухого воздуха высокого давления, свободного от примесей. По требованиям заказчиков возможно изготовление установок — модификаций базовых моделей.

Адсорбционные воздухоразделительные установки

Для потребителей газообразного азота и кислорода выпускаются адсорбционные воздухоразделительные установки. Их работа основана на селективном поглощении компонентов воздуха молекулярными адсорбентами по технологии Короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА) или в английском варианте Pressure Swing Adsorption (PSA).

При прохождении сжатого воздуха через один из двух попеременно работающих адсорберов происходит преимущественное поглощение азота или кислорода (одновременно с водяными парами, двуокисью углерода и углеводородными соединениями) из воздуха, а оставшийся газ направляется потребителю. Регенерация адсорбента осуществляется при сбросе давления в адсорбере и его продувке. Рабочий процесс на осуществляется при положительной температуре в полностью автоматическом режиме.

К числу факторов, обеспечивающих конкурентоспособность установок КБА (PSA), относится их сравнительная дешевизна, простота монтажа, эксплуатации и технического обслуживания. Кроме того, установки этого типа отличает компактность оборудования, высокая степень безопасности, надежности, автоматизации технологического процесса (включая пуск и остановку), короткий период пуска и практически неограниченная продолжительность рабочей кампании.

Адсорбционный метод разделения воздуха в достаточно большом диапазоне производительности и концентрации отличается большей экономичностью по сравнению с криогенным методом, что связано с меньшим давлением в цикле. Однако этот метод не позволяет получать чистый технический кислород и сжиженные газы.

Установки КБА для производства кислорода

Воздухоразделительные установки КБА (PSA) предназначенные для получения кислорода, обеспечивают относительно невысокую концентрацию продукта (не более 95%). Эта величина в определенной степени ограничивает применение установок. Не смотря на ограничения по концентрации кислорода, спектр применения установок достаточно широк:

  • для получения кислорода для автогенных работ (за исключением автоматической резки металлов);
  • в силикатной промышленности и целлюлозно-бумажном производстве;
  • в рыбоводстве;
  • для обработки сточных вод и обеспечения кислородом озонаторных установок;
  • в процессе переработки органических отходов (пиролиз);
  • в микробиологических производствах;
  • в пищевой и фармацевтической промышленностях, в сельском хозяйстве;
  • в других областях для интенсификации технологических процессов.

Установки КБА для производства азота

Серийные воздухоразделительные установки, работающие по принципу КБА (PSA) и предназначенные для производства газообразного азота, обеспечивают чистоту продукта до 99,9995%. Применение дополнительных модулей позволяет получить ещё более чистый азот.

Читайте также:  Установка растяжек на здания

Установки применяются:

  • для обеспечения пожаро-взрывобезопасности во время проведения монтажных, профилактических и ремонтных работ на установках, блоках и элементах нефтегазового комплекса;
  • для создания «азотной подушки» при переливе и транспортировке нефтепродуктов;
  • для создания инертной среды в химических производствах при разделении сложных растворов и смесей, в том числе в лако-красочной промышленности;
  • для создания инертных сред в электронной промышленности;
  • в качестве средств пожаротушения и прекращения процессов тления в технологических процессах;
  • для упаковки пищевых продуктов;
  • в других областях для создания нейтральных сред.

Мембранные воздухоразделительные установки

Мембранные воздухоразделительные установки отличаются от остальных выдачей только одного целевого продукта – азота.
По составу оборудования мембранные установки аналогичны адсорбционным, только вместо адсорбционного блока разделения устанавливается блок со стандартными мембранными картриджами. Объем и чистота продуктового азота определяется производительностью компрессора, пропускной способностью мембранных картриджей и соотношением перерабатываемого и продуктового потоков.

Мембраны очень чувствительны к капельной влаге и маслу, поэтому установки эксплуатируются при температуре выше 0?С, а процессу подготовки воздуха уделяется особое внимание.

источник

Преимущества криогенных воздухоразделительных установок и современные воздухоразделительные установки

Криогенная технология разделения воздуха

Криогенная технология разделения воздуха содержит в своей основе методику ректификации, происходящей при низких температурах и дает ряд неоспоримых преимуществ которыми обладают воздухоразделительные установки данного типа.
В основе криогенного способа лежит глубокое охлаждение атмосферного воздуха и использование различных температур кипения кислорода и азота, являющихся основными его компонентами.

На данный момент криогенный метод является самым эффективным благодаря высокому коэффициенту извлечения продуктов разделения и самому высокому уровню чистоты. Метод короткоцикловой адсорбции, на котором основаны производство генераторов азота и кислорода не дает таких показателей.

Криогенная воздухоразделительная установка позволяет получать сразу несколько продуктов разделения, как в газообразном, так и в жидком состоянии.

Преимущества криогенных воздухоразделительных установок

Установки на основе криогенного разделения наиболее экономически эффективны при больших объемах потребления технических газов и обладают высокими техническими характеристиками.

Такие установки позволяют получать газы высокой чистоты в очень больших объемах, например, газообразный азот сверхвысокой чистоты (до 1 ppb), который не может быть получен в адсорбционных и мембранных системах.

Криогенный метод необходим для получения значительного количества кислорода при чистоте более 96%. Для получения большей чистоты кислорода требуется удаление аргона, и единственной коммерчески жизнеспособной технологией для этого разделения является дистилляция. Аргон кипит при температуре, очень близкой к кислороду. Низкотемпературная дистилляция необходима для производства аргона. Аргон составляет только 1% воздуха, поэтому его можно производить только экономически как побочный продукт:

Криогенные ВРУ являются экономически эффективными при долгосрочной эксплуатации за счет низкого удельного энергопотребления и низких эксплуатационных затрат.

При относительно высокой стоимости они очень надежны, в эксплуатации. Долгий ресурс работы воздухоразделительных установок обеспечивается минимальным количеством вращающихся и движущихся механизмов.

К недостаткам возудхоразделительных установок можно отнести более длительный, по сравнению с адсорбционными и мембранными установками, пусковой период. В силу чего данный метод целесообразно применять для крупных предприятий с большими объемами потребления технических газов.

Современные воздухоразделительные установки

Предлагаемые компанией КРИОТЕХ современные воздухоразделительные установки от одного из ведущих мировых производителей имеют ряд достоинств. Перечислим некоторые из преимуществ:

  • Компактный дизайн, высокоэффективные технические характеристики
  • Короткий срок выхода на производственные мощности
  • Управление на базе автоматизированной системы управления Siemens. С помощью системы управления ведётся сбор, анализ и соответствующая обработка всех данных и параметров работы станции.
  • Удобный графический операторский интерфейс позволяет оператору осуществлять управление воздухоразделительной установкой.
  • Влагоотделитель используемый в системе предварительного охлаждения имеет высокую эффективность при удалении влаги из воздуха.
  • Повышенное энергосбережение блока очистки достигается за счет короткого периода времени необходимого для обеспечения эффекта адсорбции, обеспечивающей повышенное энергосбережение.
  • Конструкция ректификационных алюминиевых тарелок, используемых в ректификационной колонне, позволяют значительно улучшить эффективность ректификации и уменьшить высоту колонны при сохранении высокой чистоты продукта.
  • Модульно-контейнерное исполнение позволяет сократить время по монтажу и сократить расходы на подготовку месторасположение установки
  • Для облегчения монтажа основные компоненты установки сконструированы агрегированными узлами и устанавливаются комплексными модулями. Установка оснащена лестницами, площадками и освещением, необходимыми для нормальной работы установки и её технического обслуживания.

источник

Воздухоразделительные азотные и кислородные установки (ВРУ)

Наши специалисты свяжутся с вами в течении 5 минут

Нажимая на кнопку «Отправить заявку» я подтверждаю согласие с Политикой конфиденциальности

Компания «Диоксид» в г. Екатеринбург обладает уникальным опытом разработки, производства, проведения пусконаладочных работ и сервисного обслуживания воздухоразделительных установок.

Воздухоразделение – основной промышленный способ получения технических (кислород, аргон, азот) и редких газов (ксенон, криптон, неон). Разделение воздуха происходит посредством метода низкотемпературной ректификации (охлаждения), благодаря чему достигается высокая чистота получаемого продукта: кислород – 99,7%, азот – 99,9999% и аргон – 99,996%.

Первую криогенную установку низкого давления изобрел в 1939 году великий русский ученый Петр Леонидович Капица. Тогда она была предназначена для получения газообразного кислорода. Современные масштабные комплексы воздухоразделения до сих пор работают по циклу П.И.Капицы.

Классификация ВРУ

ВРУ подразделяются на четыре основные группы: в зависимости от давления цикла, метода разделения, производительности, состояния получаемого продукта.

По давлению цикла разделения:

  • Высокого давления: P = 15 ÷ 20 МПа,
  • Среднего давления: P = 4 ÷ 7 МПа,
  • Низкого давления: P = 0,5 ÷ 1,2 МПа.
Читайте также:  Установка кондиционера с тепловым насосом

Установки низкого давления ориентированы на крупных потребителей продуктов разделения воздуха, особенно эффективны при производстве кислорода, азота в газообразном состоянии. Их можно встретить на металлургических, химических предприятиях.

Установки высокого и среднего давления применяются в производстве продуктов разделения воздуха в жидком состоянии.

По методу разделения воздуха:

По производительности:

  • Малая — Vк = 30 ÷ 300 (м³ N2/O2)/час*,
  • Средняя — Vк = 300 ÷ 3000 (м³ N2/O2)/час*;
  • Высокая Vк > 3000 (м³ N2/ O2)/час*.

По состоянию получаемого продукта:

  • Газообразные;
  • Жидкие;
  • Жидкие и газообразные.

Адсорбционные ВРУ (О2, N)

  • производство технических газов,
  • относительно высокая их чистота (95 — 99,9999%),
  • газообразное состояние.

Адсорбционные установки работают полностью в автономном режиме, в случае остановки переходят в режим ожидания. Производительность варьируется от нескольких литров до сотен м³/ч. Срок эксплуатации без замены адсорбента составляет около 15 лет.

Основные преимущества адсорбционного оборудования компании «Диоксид»:

  1. Надежность и стабильность во время эксплуатации. В конструкции установки отсутствуют движущиеся части, требующие периодического обслуживания.
  2. Низкое удельное энергопотребление. Основные потребители электроэнергии – компрессор и адсорбционный генератор.
  3. Экономическая эффективность. Стоимость вырабатываемого газа – в 10-20 и более раз ниже стоимости баллонного газа.
  4. Индивидуальное техническое решение под конкретные требования условий производства заказчика. Каждая из предлагаемых моделей может быть оптимизирована под конкретные условия производства (под спецификацию по скорости потока, чистоте и давлению).
  5. Быстрый запуск, простая эксплуатация. Рабочий процесс полностью автоматизирован (включая режимы запуска и остановки работы станции). Промежуток времени от момента запуска станции в работу до выхода продукционного газа составляет 5-15 минут.

Криогенные ВРУ (О2, N, Ar)

  • производство различных газов большого объема,
  • наивысшая чистота (до 99,9995%),
  • жидкое и газообразное состояние.

Установка криогенного типа производит газообразный и жидкий азот, аргон, кислород. Криогенные ВРУ целесообразно использовать при разделении не менее 1000 м³/ч воздуха. Получаемый газ на выходе имеет высокую чистоту: кислород – не менее 99,2%, азот – 98-99,9995%, аргон – не менее 99,996%.

При прекращении потребления получаемых продуктов нельзя остановить работу оборудования, что является недостатком криогенной установки. Также обязательно следует проводить периодическую остановку для отогрева, проведения ремонтных, профилактических работ. Рабочий цикл криогенных установок составляет от 1 до 12 месяцев. Продолжительность регламентных работ — около 14 дней.

ПОДБОР ВРУ: КАКИЕ ПАРАМЕТРЫ НУЖНО УЧИТЫВАТЬ?

  1. Чистота газа на выходе.
  2. Требуемое агрегатное состояние конечного продукта (сжиженное/газообразное), их тип. С помощью адсорбционной установки получают только один тип газа. Возможности криогенной ВРУ шире – она позволяет получать одновременно азот, аргон, кислород.
  3. Необходимый объем продукта (м 3 /ч);
  4. Конечное давление газообразного продукта на выходе;
  5. Какое рабочее пространство имеется для размещения (на улице или в помещении);
  6. Оснащенность площадки коммуникациями;
  7. Удаленность от потребителя;
  8. Режим эксплуатации (график потребления);
  9. Уровень квалификации обслуживающего персонала.

ПРИНЯТАЯ РАСШИФРОВКА АББРЕВИАТУР:

После тире следует указание на производительность установки по первому продукту в тыс.м³/ч, также тыс.кг/ч — если речь идет о жидких продуктах.

  • А – азота (газ)
  • К – кислород (газ)
  • Аж – азот (жидкий)
  • Кж – кислород (жидкий)
  • Ар – аргон (газ)
  • Кт – кислород (чистота 95%)

ВРУ производства «Диоксид» — высокий уровень автоматизации, эффективность и надежность оборудования на долгие годы, простота эксплуатации.

Тесное взаимодействие производственного, технического и проектно-конструкторского отделов выступают гарантом нашей профессиональной работы.

Специалисты отдела продаж всегда проведут грамотную консультацию по воздухоразделительным установкам, подобрав наиболее оптимальное вариант.

Предлагаем полный цикл услуг – производство оборудования, подготовку пакета необходимой документации, проведение обучения ваших специалистов, сервисное обслуживание, поставку запчастей.

ВОССТАНОВЛЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Осуществляем на высоком уровне восстановление воздухоразделительных установок.

Оборудование с консервации – это техника в хорошем состоянии с минимальным уровнем износа и большим остаточным ресурсом. В процессе восстановления специалисты «Диоксид» доводят ее до идеального технического состояния.

Воздухоразделительные установки — применение

Продукты разделения воздуха — жидкие и газообразные кислород, азот и аргон — применяют в следующих сферах:

  • в строительстве — при проведении монтажных и сварочных работ;
  • в химической промышленности — разделение сложных растворов, кристаллизация, регулирование химических реакций, разделение газовых смесей, синтез различных химических продуктов, создание инертных сред;
  • в нефтяной и газовой промышленности — продувка и заполнение трубопроводов и емкостей для создания инертных сред;
  • в сельском хозяйстве — для хранения биоматериалов в жидком азоте;
  • в пищевой и перерабатывающей промышленности — создание газовых смесей для хранения продуктов;
  • в авиации — для дыхания, обеспечения работы систем;
  • в медицине, косметологии — для лечебных и профилактических целей — криохирургии, криотерапии, криокосметологии;
  • в добывающей промышленности — нагнетание азота в нефтеносные пласты, подземная газификация углей (с помощью кислорода);
  • в науке — термостатирование объектов, создание газовых сред;
  • в металлургии — интенсификация процессов выплавки, создание инертных сред (с помощью азота);
  • в водоснабжении и экологии — очистка воды и обеззараживание отходов.

Планируете начать бизнес по производству и доставке технических газов? Думаете о том, чтобы приобрести криогенную установку для разделения воздуха малой и средней производительности? Предлагаем Вам рассмотреть альтернативный вариант – раскачку технических газов с помощью универсальной газонаполнительной станции (УГНС). Узнать подробнее.

Криогенное и углекислотное оборудование из наличия

источник