Кислородът от промишлен клас е ключов ресурс в различни сектори, от стоманодобив и химическо производство до пречистване на отпадъчни води и медицински приложения. Като водещ доставчик на кислородни инсталации, аз съм развълнуван да ви преведа през сложния процес на това как една кислородна инсталация произвежда промишлен кислород.
Разбиране на източника: въздух
Основният източник на кислород за промишленото производство е въздухът, който дишаме. Въздухът е смес от приблизително 78% азот, 21% кислород и 1% други газове като аргон, въглероден диоксид и следи от неон, хелий и метан. Процесът на извличане на кислород от въздуха включва няколко ключови стъпки, всяка от които е предназначена да отделя и пречиства кислорода, за да отговаря на индустриалните стандарти.
Въздушна компресия
Първата стъпка в процеса на производство на кислород е компресирането на въздуха. Околният въздух се вкарва в кислородната инсталация през всмукателна система и след това се компресира до високо налягане, обикновено между 5 и 10 бара. Тази компресия увеличава плътността на въздуха, което улеснява отделянето на отделните компоненти. Компресията обикновено се постига с помощта на големи компресори, които могат да се захранват с електричество или пара.
Предварителна обработка на въздуха
След като въздухът бъде компресиран, той преминава предварителна обработка за отстраняване на примеси като прах, водна пара и въглероден диоксид. Тези примеси могат да причинят проблеми в последващия процес на разделяне и могат също така да замърсят крайния кислороден продукт.
Прахът се отстранява с помощта на филтри, които могат да бъдат направени от различни материали като фибростъкло или активен въглен. Водната пара се отстранява чрез процес, наречен адсорбция, при който сгъстеният въздух преминава през слой от десикантен материал, като силикагел или молекулярни сита. Тези материали имат висок афинитет към вода и могат ефективно да отстраняват влагата от въздуха.
Въглеродният диоксид също се отстранява чрез адсорбция, обикновено с помощта на молекулярно сито. Молекулярните сита са порести материали със специфичен размер на порите, който им позволява селективно да адсорбират определени молекули въз основа на техния размер и форма. В случай на отстраняване на въглероден диоксид, молекулярното сито е проектирано да адсорбира въглероден диоксид, като същевременно позволява на други газове да преминават.
Криогенна дестилация
Сърцето на процеса на производство на кислород е криогенната дестилация, която се основава на принципа, че различните газове имат различни точки на кипене. При много ниски температури въздухът може да се втечни и отделните компоненти да се разделят чрез дестилация.
Предварително обработеният сгъстен въздух се охлажда до изключително ниски температури, обикновено под -170°C, с помощта на серия от топлообменници и хладилни системи. Докато въздухът се охлажда, той се втечнява и течният въздух след това се подава в дестилационна колона.
В дестилационната колона течният въздух се разделя на отделните си компоненти въз основа на техните точки на кипене. Азотът има по-ниска точка на кипене (- 196°C) от кислорода (-183°C), така че първо се изпарява и се издига до горната част на колоната, докато кислородът остава в течната фаза и се събира на дъното. Процесът на разделяне се подобрява чрез използването на тарелки или опаковъчни материали вътре в колоната, които осигуряват голяма повърхност за обмен на топлина и маса между парната и течната фаза.
Пречистване
Кислородът, получен от процеса на криогенна дестилация, обикновено е с чистота около 99,5%. За някои промишлени приложения обаче може да са необходими по-високи нива на чистота. За да се постигне това, кислородът може да премине през допълнителни стъпки на пречистване.
Един общ метод за пречистване е каталитичното окисление, при което следи от примеси като въглероден оксид и въглеводороди се окисляват до въглероден диоксид и вода с помощта на катализатор. След това въглеродният диоксид и водата могат да бъдат отстранени чрез адсорбция или други техники за разделяне.
Друг метод за пречистване е адсорбцията под налягане (PSA), която може да се използва за отстраняване на остатъчния азот и други примеси от кислорода. PSA работи на принципа, че някои адсорбиращи материали имат по-висок афинитет към азота, отколкото към кислорода при високо налягане. Чрез циклично регулиране на налягането в слой от адсорбентен материал, азотът може да бъде селективно адсорбиран и отстранен от потока кислород.
Съхранение и разпространение
След като кислородът бъде произведен и пречистен, той се съхранява в големи резервоари за съхранение или цилиндри. Кислородът може да се съхранява в газообразно или течно състояние, в зависимост от приложението и необходимия обем кислород.
Газообразният кислород обикновено се съхранява в цилиндри с високо налягане или в големи съдове за съхранение при налягане до 200 бара. Течният кислород се съхранява в изолирани криогенни резервоари при много ниски температури и може да се съхранява в много по-големи обеми от газообразния кислород.
За разпределение кислородът може да се транспортира с камиони, мотриси или тръбопроводи. Камионите обикновено се използват за малки до средни доставки на кислород, докато тръбопроводите се използват за широкомащабно разпространение на големи разстояния.
Ролята на модерното оборудване
В модерните кислородни инсталации модерното оборудване играе решаваща роля за осигуряване на ефективно и надеждно производство на кислород. например,Завод за преработка на LNGтехнологията може да бъде интегрирана в процеса на производство на кислород, за да оптимизира потреблението на енергия и да подобри цялостната производителност на инсталацията. Инсталациите за обработка на LNG могат да осигурят източник на студена енергия, която може да се използва в процеса на криогенна дестилация, намалявайки необходимостта от външно охлаждане.
Друга важна част от оборудването еКриогенен газов сепаратор. Криогенните газови сепаратори са предназначени за ефективно отделяне на различни газове при ниски температури, осигурявайки производство на кислород с висока чистота. Тези сепаратори използват усъвършенствани материали и дизайнерски техники за минимизиране на преноса на топлина и подобряване на ефективността на разделяне.
Контакт за обществени поръчки
Ако сте на пазара за кислородна инсталация или имате нужда от промишлен кислород за вашия бизнес, каня ви да се свържете с нас. Разполагаме с екип от експерти, които могат да ви предоставят персонализирани решения въз основа на вашите специфични изисквания. Независимо дали имате нужда от малка кислородна инсталация за местен бизнес или от широкомащабно промишлено съоръжение за производство на кислород, ние разполагаме с опита и експертизата, за да отговорим на вашите нужди. Свържете се с нас днес, за да започнем процеса на доставка и да обсъдим как можем да ви помогнем да постигнете целите си за производство на кислород.
Референции
- Kohl, AL, & Nielsen, RB (1997). Пречистване на газове. Издателска компания Gulf.
- Perry, RH, & Green, DW (1997). Наръчник на инженерите-химици на Пери. Макгроу - Хил.
- Walas, SM (1985). Оборудване за химически процеси: избор и проектиране. Бътъруърт - Хайнеман.
