Flusso del processo e caratteristiche:
L'aria viene prima compressa e purificata prima di entrare nella fase di surgelazione. Attraverso un ciclo di raffreddamento a compressione ed espansione multi-, l'aria viene gradualmente raffreddata e liquefatta.
Questo processo fornisce un ambiente stabile ed efficiente a bassa-temperatura per la successiva distillazione, fungendo da base per l'intero processo di separazione.
Dopo essere entrata nella torre di distillazione, l'aria liquida viene gradualmente separata dal gradiente di temperatura all'interno della torre, a seconda dei diversi punti di ebollizione dei suoi componenti, come ossigeno, azoto e argon.
Dopo la distillazione, è possibile produrre ossigeno, azoto e argon di elevata purezza-, raggiungendo un grado di purezza superiore al 99,999%, soddisfacendo i rigorosi requisiti di settori quali l'elettronica, la medicina, la metallurgia, l'ingegneria chimica e la ricerca scientifica.
Componenti principali del dispositivo di separazione dell'aria:
Il dispositivo di separazione dell'aria è costituito da più sistemi chiave, ciascuno meticolosamente progettato e ottimizzato per garantire un funzionamento stabile e un'elevata purezza del gas. I suoi componenti principali includono:
Il sistema di compressione dell'aria
Composto da filtro di ingresso dell'aria, compressore, refrigeratore interstadio e silenziatore.
Questo sistema comprime l'aria alla pressione richiesta rimuovendo inizialmente le impurità, fornendo una fonte d'aria stabile per i successivi processi di pre-raffreddamento e purificazione.
Il sistema di pre-raffreddamento dell'aria
Include una torre di raffreddamento ad acqua-, una torre di raffreddamento ad aria-, una pompa dell'acqua e un refrigeratore.
Abbassa la temperatura dell'aria compressa a un intervallo appropriato, creando le condizioni per il sistema di purificazione a setaccio molecolare e il congelamento profondo.
Il sistema di purificazione a setaccio molecolare
Utilizza un adsorbitore a setaccio molecolare e un silenziatore di sfiato dell'azoto.
Rimuove principalmente umidità, anidride carbonica e idrocarburi dall'aria, impedendo il congelamento delle impurità a basse temperature e l'intasamento dei tubi o il danneggiamento delle apparecchiature.
Il sistema di scambio termico
Composto da uno scambiatore di calore principale e un sottoraffreddatore.
Sfruttando lo scambio energetico tra gas caldi e freddi, raffredda ulteriormente l'aria, migliorando l'efficienza energetica complessiva. Il sistema di distillazione comprende unità principali come torri di distillazione ed evaporatori condensatori.
Attraverso il processo di distillazione i componenti presenti nell'aria vengono gradualmente separati in base alle differenze del loro punto di ebollizione. L'azoto ad elevata purezza- viene prodotto nella parte superiore della torre superiore, l'ossigeno ad elevata purezza- viene ottenuto nella parte inferiore della torre inferiore e l'argon può essere estratto al centro.
Il sistema di erogazione del prodotto è dotato di una stazione di regolazione della pressione e di una stazione di dosaggio.
Ciò garantisce che i prodotti gassosi vengano consegnati agli utenti a pressione stabile e con un dosaggio preciso, adattandosi ai vari scenari di applicazione industriale.
Il sistema di stoccaggio e backup di liquidi è costituito da serbatoi di stoccaggio di liquidi, serbatoi di stoccaggio di gas ed evaporatori di liquidi.
Questo sistema fornisce agli utenti capacità di riserva e supporto di emergenza, garantendo una fornitura continua di prodotti gassosi durante i picchi di domanda o la manutenzione delle apparecchiature.
Principi di purificazione delle unità di frazionamento dell'aria
Nelle unità di separazione dell'aria che utilizzano la distillazione criogenica, l'aria deve essere sottoposta a processi di pretrattamento come filtrazione, preraffreddamento e purificazione prima di entrare nella cella frigorifera per la separazione. Questo passaggio è fondamentale perché, se le impurità presenti nell'aria non vengono rimosse, il funzionamento stabile e la durata delle apparecchiature in ambienti a bassa-temperatura saranno direttamente minacciati.
1. L'importanza della filtrazione dell'aria
L'aria di alimentazione contiene una grande quantità di polvere. Se non trattata, questa polvere può causare usura, corrosione e incrostazioni sulle giranti e sulle pale durante il funzionamento ad alta-velocità del compressore d'aria, riducendo la durata dell'apparecchiatura. Pertanto, i filtri dell'aria ad alta-efficienza sono essenziali per rimuovere le particelle sospese e garantire la pulizia iniziale dell'aria.
2. La necessità del preraffreddamento dell'aria
Dopo la compressione da parte del compressore a turbina, la temperatura dell'aria può aumentare fino a oltre 80 gradi. Questa temperatura elevata non favorisce i successivi processi di adsorbimento con setacci molecolari e di scambio termico. I sistemi di preraffreddamento dell'aria (come unità di raffreddamento ad acqua, raffreddamento ad aria e refrigerazione) possono ridurre efficacemente la temperatura, rendendo l'aria più adatta al trattamento a bassa-temperatura quando entra nell'unità di separazione dell'aria.
3. Sistema di purificazione a setaccio molecolare
Oltre alla polvere, l'aria contiene anche umidità, anidride carbonica e idrocarburi (come l'acetilene). Queste impurità si congelano e si depositano facilmente in ambienti a bassa-temperatura, bloccando potenzialmente i passaggi dell'aria o danneggiando le apparecchiature. I moderni impianti di separazione dell'aria utilizzano comunemente sistemi di purificazione a setacci molecolari, che utilizzano l'adsorbimento per rimuovere l'umidità e l'anidride carbonica, garantendo la pulizia e la stabilità dell'aria che entra nella cella frigorifera. Questo passaggio non solo migliora l'efficienza della separazione, ma prolunga anche significativamente la durata dell'apparecchiatura.
La filtrazione dell'aria, il preraffreddamento e la purificazione sono fasi essenziali negli impianti di separazione dell'aria, poiché forniscono una solida base per la successiva distillazione criogenica.
È possibile personalizzare le unità di separazione dell'aria (ASU) per soddisfare i diversi requisiti di gas?
SÌ. Le nostre ASU possono personalizzare i rapporti di uscita per soddisfare le esigenze dei clienti, ad esempio, concentrandosi sulla produzione di ossigeno, azoto o argon di elevata purezza-. Progetteremo un processo di separazione personalizzato e una configurazione delle apparecchiature su misura per la vostra applicazione industriale (come produzione di acciaio, prodotti chimici, gas medicali o produzione di componenti elettronici) per garantire un funzionamento efficiente, stabile e conforme.
Il sistema di automazione e controllo dell'ASU può essere personalizzato per soddisfare le mie esigenze?
SÌ. Offriamo soluzioni avanzate di automazione e controllo e possiamo configurare un sistema DCS/PLC per automatizzare completamente il processo produttivo. Il sistema di controllo monitora parametri chiave come temperatura, pressione, purezza e flusso in tempo reale, supporta il monitoraggio remoto e le funzioni di allarme e garantisce un funzionamento sicuro e controllabile.
L'ASU può essere personalizzata per soddisfare le condizioni del sito (come clima, altitudine o mix energetico)?
Ovviamente. Il nostro team di ingegneri condurrà una valutazione completa dell'ambiente del sito, inclusa temperatura, umidità, altitudine e mix di potenza, durante la fase di progettazione iniziale, e ottimizzerà di conseguenza il flusso del processo e la struttura delle apparecchiature. Ad esempio, nelle aree ad alta-altitudine, regoliamo i parametri del compressore e dello scambiatore di calore per garantire che l'apparecchiatura possa funzionare in modo efficiente in ambienti speciali.
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