क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण नाइट्रोजन उत्पादन क्या है?

क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण नाइट्रोजन उत्पादन कई दशकों के इतिहास के साथ एक पारंपरिक नाइट्रोजन उत्पादन विधि है। यह कच्चे माल के रूप में हवा का उपयोग करता है, इसे संपीड़ित और शुद्ध करता है, और फिर हवा को तरल हवा में द्रवीकृत करने के लिए हीट एक्सचेंज का उपयोग करता है। तरल हवा मुख्य रूप से तरल ऑक्सीजन और तरल नाइट्रोजन का मिश्रण है। तरल ऑक्सीजन और तरल नाइट्रोजन के विभिन्न क्वथनांक का उपयोग करके, तरल हवा के आसवन के माध्यम से उन्हें अलग करके नाइट्रोजन प्राप्त की जाती है।

विशिष्ट प्रक्रिया प्रवाह

पूरी प्रक्रिया में वायु संपीड़न और शुद्धिकरण, वायु पृथक्करण और तरल नाइट्रोजन वाष्पीकरण शामिल है।

1. वायु संपीड़न और शुद्धिकरण

एयर फिल्टर द्वारा हवा को धूल और यांत्रिक अशुद्धियों से साफ करने के बाद, यह एयर कंप्रेसर में प्रवेश करता है, आवश्यक दबाव तक संपीड़ित होता है, और फिर हवा के तापमान को कम करने के लिए एयर कूलर में भेजा जाता है। फिर यह हवा में नमी, कार्बन डाइऑक्साइड, एसिटिलीन और अन्य हाइड्रोकार्बन को हटाने के लिए वायु सुखाने वाले शोधक में प्रवेश करता है।

2. वायु पृथक्करण

शुद्ध हवा वायु पृथक्करण टॉवर में मुख्य हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करती है, रिफ्लक्स गैस (उत्पाद नाइट्रोजन, अपशिष्ट गैस) द्वारा संतृप्ति तापमान तक ठंडा किया जाता है, और आसवन टॉवर के नीचे भेजा जाता है। टॉवर के शीर्ष पर नाइट्रोजन प्राप्त की जाती है, और तरल हवा को थ्रॉटल किया जाता है और भेजा जाता है। यह वाष्पित होने के लिए संघनन बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है, और साथ ही, सुधार टॉवर से भेजे गए नाइट्रोजन का हिस्सा संघनित होता है। संघनित तरल नाइट्रोजन का एक भाग रेक्टिफिकेशन टॉवर के रिफ्लक्स तरल के रूप में उपयोग किया जाता है, और दूसरा भाग तरल नाइट्रोजन उत्पाद के रूप में उपयोग किया जाता है और वायु पृथक्करण टॉवर को छोड़ देता है।

संघनन बाष्पीकरणकर्ता से निकलने वाली गैस को मुख्य हीट एक्सचेंजर द्वारा लगभग 130K तक गर्म किया जाता है और वायु पृथक्करण टॉवर के लिए शीतलन क्षमता प्रदान करने के लिए विस्तार और प्रशीतन के लिए विस्तारक में प्रवेश करता है। विस्तारित गैस का एक हिस्सा आणविक छलनी के पुनर्जनन और ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है, और फिर साइलेंसर के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। वायुमंडल।

3. तरल नाइट्रोजन वाष्पीकरण

वायु पृथक्करण टावर से तरल नाइट्रोजन को तरल नाइट्रोजन भंडारण टैंक में संग्रहित किया जाता है। जब वायु पृथक्करण उपकरण का निरीक्षण किया जाता है, तो भंडारण टैंक में तरल नाइट्रोजन वेपोराइज़र में प्रवेश करता है और उत्पाद नाइट्रोजन पाइपलाइन में भेजे जाने से पहले गर्म किया जाता है।

क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन ≧99.999% की शुद्धता के साथ नाइट्रोजन का उत्पादन कर सकता है।

पवित्रता

क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन ≧99.999% की शुद्धता के साथ नाइट्रोजन का उत्पादन कर सकता है। नाइट्रोजन की शुद्धता नाइट्रोजन भार, ट्रे की संख्या, ट्रे दक्षता और तरल हवा में ऑक्सीजन की शुद्धता आदि द्वारा सीमित होती है, और समायोजन सीमा छोटी होती है।

इसलिए, क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन उपकरण के एक सेट के लिए, उत्पाद की शुद्धता मूल रूप से निश्चित है और समायोजित करने में असुविधाजनक है।

क्रायोजेनिक नाइट्रोजन जनरेटर उपकरण में शामिल मुख्य उपकरण

1. वायु निस्पंदन

एयर कंप्रेसर के अंदर यांत्रिक चलती सतह के घिसाव को कम करने और हवा की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, हवा कंप्रेसर में प्रवेश करने से पहले, इसे धूल और उसमें मौजूद अन्य अशुद्धियों को हटाने के लिए पहले एयर फिल्टर से गुजरना होगा। एयर कंप्रेशर्स का वायु सेवन ज्यादातर मोटे-दक्षता वाले फिल्टर या मध्यम-दक्षता वाले फिल्टर का उपयोग करता है।

2. एयर कंप्रेसर

कार्य सिद्धांत के अनुसार, एयर कंप्रेसर को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: वॉल्यूमेट्रिक और स्पीड। एयर कंप्रेसर में ज्यादातर रिसीप्रोकेटिंग पिस्टन एयर कंप्रेसर, सेंट्रीफ्यूगल एयर कंप्रेसर और स्क्रू एयर कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है।

3. एयर कूलर

इसका उपयोग वायु सुखाने वाले शोधक और वायु पृथक्करण टॉवर में प्रवेश करने से पहले संपीड़ित हवा के तापमान को कम करने, टॉवर में प्रवेश करने वाले तापमान में बड़े उतार-चढ़ाव से बचने और संपीड़ित हवा में अधिकांश नमी को जमा करने के लिए किया जाता है। नाइट्रोजन वॉटर कूलर (वॉटर कूलिंग टावर्स और एयर कूलिंग टावर्स से बना: वाटर कूलिंग टावर, परिसंचारी पानी को ठंडा करने के लिए एयर सेपरेशन टावर से अपशिष्ट गैस का उपयोग करता है, और एयर कूलिंग टावर, वाटर कूलिंग टावर से परिसंचारी पानी को ठंडा करने के लिए उपयोग करता है। वायु), फ़्रीऑन एयर कूलर।

4. वायु ड्रायर और शोधक

एयर कूलर से गुजरने के बाद संपीड़ित हवा में अभी भी एक निश्चित मात्रा में नमी, कार्बन डाइऑक्साइड, एसिटिलीन और अन्य हाइड्रोकार्बन होते हैं। वायु पृथक्करण टॉवर में जमा जमी हुई नमी और कार्बन डाइऑक्साइड चैनल, पाइप और वाल्व को अवरुद्ध कर देगी। तरल ऑक्सीजन में एसिटिलीन जमा हो जाता है और विस्फोट का खतरा होता है। धूल परिचालन मशीनरी को खराब कर देगी। वायु पृथक्करण इकाई के दीर्घकालिक सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, इन अशुद्धियों को दूर करने के लिए विशेष शुद्धिकरण उपकरण स्थापित किए जाने चाहिए। वायु शुद्धिकरण की सबसे आम विधियाँ सोखना और जमना हैं। चीन में छोटे और मध्यम आकार के नाइट्रोजन जनरेटर में आणविक चलनी सोखना विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

नाइट्रोजन उत्पादन निर्माता - चीन नाइट्रोजन उत्पादन फैक्टरी और आपूर्तिकर्ता (xinfatools.com)

5. वायु पृथक्करण टावर

एयर सेपरेशन टावर में मुख्य रूप से मुख्य हीट एक्सचेंजर, लिकफायर, डिस्टिलेशन टावर, कंडेनसिंग इवेपोरेटर आदि शामिल हैं। मुख्य हीट एक्सचेंजर, कंडेनसिंग इवेपोरेटर और लिकफायर प्लेट-वार्प्ड हीट एक्सचेंजर हैं। यह पूरी तरह से एल्यूमीनियम धातु संरचना के साथ एक नए प्रकार का संयुक्त विभाजन हीट एक्सचेंजर है। औसत तापमान अंतर बहुत छोटा है और ताप विनिमय दक्षता 98-99% तक है। आसवन टॉवर एक वायु पृथक्करण उपकरण है। टावर उपकरण के प्रकारों को आंतरिक भागों के अनुसार विभाजित किया गया है। छलनी प्लेट वाले छलनी प्लेट टॉवर को छलनी प्लेट टॉवर कहा जाता है, बबल कैप प्लेट वाले बबल कैप टॉवर को बबल कैप टॉवर कहा जाता है, और स्टैक्ड पैकिंग वाले पैक्ड टॉवर को छलनी प्लेट टॉवर कहा जाता है। छलनी प्लेट में एक सरल संरचना होती है, निर्माण करना आसान होता है, और उच्च प्लेट दक्षता होती है, इसलिए इसका व्यापक रूप से वायु अंश आसवन टावरों में उपयोग किया जाता है। पैक्ड टावरों का उपयोग मुख्य रूप से आसवन टावरों के लिए किया जाता है जिनका व्यास 0.8 मीटर से कम और ऊंचाई 7 मीटर से अधिक नहीं होती है। बबल कैप टावरों का उपयोग अब उनकी जटिल संरचना और विनिर्माण कठिनाइयों के कारण शायद ही कभी किया जाता है।

6. टर्बोएक्सपैंडर

यह एक घूमने वाली ब्लेड मशीन है जिसका उपयोग नाइट्रोजन जनरेटर द्वारा ठंडी ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यह एक गैस टरबाइन है जिसका उपयोग कम तापमान की स्थिति में किया जाता है। प्ररित करनेवाला में गैस की प्रवाह दिशा के अनुसार टर्बोएक्सपैंडर्स को अक्षीय प्रवाह प्रकार, सेंट्रिपेटल रेडियल प्रवाह प्रकार और सेंट्रिपेटल रेडियल प्रवाह प्रकार में विभाजित किया गया है; प्ररित करनेवाला में गैस का विस्तार जारी है या नहीं, इसके अनुसार इसे पलटवार प्रकार और प्रभाव प्रकार में विभाजित किया गया है। निरंतर विस्तार पलटवार प्रकार का है। प्रकार, इसका विस्तार जारी नहीं रहता और प्रभाव प्रकार बन जाता है। एकल-चरण रेडियल अक्षीय प्रवाह प्रभाव टरबाइन विस्तारक का व्यापक रूप से वायु पृथक्करण उपकरण में उपयोग किया जाता है। क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण नाइट्रोजन जनरेटर में जटिल उपकरण, एक बड़ा क्षेत्र, उच्च बुनियादी ढांचे की लागत, उपकरण में उच्च एकमुश्त निवेश, उच्च परिचालन लागत, धीमी गैस उत्पादन (12 से 24 घंटे), उच्च स्थापना आवश्यकताएं और एक लंबा चक्र है। उपकरण, स्थापना और बुनियादी ढांचे के कारकों को ध्यान में रखते हुए, 3500Nm3/h से नीचे के उपकरणों के लिए समान विनिर्देशों वाले पीएसए उपकरणों का निवेश पैमाना क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की तुलना में 20% से 50% कम है। क्रायोजेनिक नाइट्रोजन जनरेटर उपकरण बड़े पैमाने पर औद्योगिक नाइट्रोजन उत्पादन के लिए उपयुक्त है, लेकिन मध्यम और छोटे पैमाने पर नाइट्रोजन उत्पादन अलाभकारी है।