Unitate criogenică de separare a aerului pentru uzină chimică de cărbune

În producția chimică a cărbunelui, dependența de alimentarea cu oxigen la scară mare, continuu stabilă, ridică rolul unității de separare a aerului de la o unitate de sprijin la un sistem de alimentare de bază. Fie că este vorba de oxigenul pur de presiune înaltă-necesar pentru gazeificarea cu flux antrenat-sau de cererea de energie rece pentru purificarea criogenică, echipamentul în cauză este unitatea de separare a aerului criogenic pentru instalația chimică pe cărbune. Acest echipament nu este o simplă selecție din liniile de produse standard; filozofia sa de proiectare trebuie adaptată în funcție de variațiile tipului de cărbune, amplitudinea de reglare a sarcinii și nivelul necesar de presiune de descărcare a oxigenului produs.

Principiul de lucru și calea tehnică

Această unitate utilizează distilare criogenică pentru separarea fizică a gazelor. Aerul este comprimat, prerăcit, purificat prin site moleculare, apoi răcit sub –170 de grade de către expansoare și schimbătoare de căldură până la lichefiere. Oxigenul, azotul și argonul sunt separate în coloane de rectificare pe baza diferențelor de punct de fierbere prin evaporare și condensare parțială repetată. Pentru serviciul chimic de cărbune, se adoptă o schemă de compresie internă-oxigenul lichid este pompat în interiorul cutiei de răcire și vaporizat în schimbătorul de căldură principal înainte de livrare. Acest lucru evită problemele de siguranță ale compresoarelor externe cu oxigen cu piston și asigură o alimentare stabilă cu oxigen de înaltă presiune-. Procesul decuplează recuperarea la rece de presiunea produsului, susținând o funcționare stabilă de la 60% la 110% sarcină-ideal pentru oprirea gazeificatorului.

Parametri cheie de performanță (intervalele tipice)

Cifrele de mai sus se bazează pe condițiile de proiectare; valorile reale sunt supuse temperaturii ambientale, temperaturii apei de răcire și ratelor de extracție a produsului și vor fi corectate în consecință.

Aplicație-Considerații tehnice specifice

Diferența definitorie dintre o unitate de separare a aerului chimic pe cărbune și cele pentru metalurgie sau petrochimie constă în logica de potrivire a gazeificării. Presiunea oxigenului gazeificatorului variază de obicei între 4,0 și 8,5 MPa și sunt necesare răspunsuri rapide ale raportului oxigen-la-cărbune atunci când se schimbă tipurile de cărbune. Pentru a rezolva acest lucru, unitatea criogenică de separare a aerului pentru instalația chimică pe cărbune încorporează feedforward plus controlul în cascadă în strategia de control al nivelului lichidului din condensatorul principal-evaporatorului, reducând timpul de recuperare a purității oxigenului cu aproximativ 30% în comparație cu controlul PID convențional. În plus, având în vedere fluctuațiile concentrațiilor de CO₂ și H₂S în aerul de alimentare (în special în apropierea zonelor de depozitare și manipulare a cărbunelui), marja de proiectare a adsorbtorului sitei moleculare ar trebui să fie mărită cu 10%-15%, cu un punct de detectare online a urmelor de sulf instalat pentru a preveni intrarea gazelor acide în cutia rece și provocarea fisurarii prin coroziune prin stres a brazei de schimb de căldură de aluminiu{11}.

Consum de energie și eficiență generală

În ASU chimice de cărbune, compresoarele reprezintă ~72% din consumul total de energie, cu rezistența coloanei de rectificare adăugând ~18%. Reducerea energiei nu înseamnă doar scăderea raportului de compresie-ci optimizarea raportului de reflux al coloanei superioare și a locației de aspirare a argonului. În practică, înlocuirea tăvilor cu sită cu ambalaj structurat și adăugarea unui refierbător lateral în coloana superioară poate aduce consumul specific de oxigen sub 0,40 kWh/Nm³ (compresie internă). De asemenea, reducerea alimentării cu aer expansor către coloana inferioară de la 12% la 8% poate crește recuperarea oxigenului lichid cu ~2,3%, cu condiția ca condițiile buclei de argon să fie ajustate în consecință. Aceste perfecționări se bazează pe-simularea proceselor offline, nu pe-regula-de estimare.

Fiabilitate Design și durată de viață

Acumularea de hidrocarburi în oxigenul lichid din condensatorul principal este un risc cheie de siguranță în separarea aerului pe bază de cărbune{0}. Vă recomandăm să adăugați o linie de suflare de 1/3-în jos în partea inferioară a condensatorului cu un filtru de metal sinterizat de 1 μm pentru a bloca transportul de CO₂ solid. Pentru schimbătoarele de-cu plăci-cu aripioare de înaltă presiune, proiectarea canalului trebuie să țină cont de diferențele de presiune a aerului-de oxigen, cu FEA utilizat pentru a elimina concentrațiile de solicitare. Unitatea este evaluată pentru 20 de ani și validată prin 15,000+ cicluri termice, menținând oboseala în limite.

Aplicabilitate industrială

Acest tip de unitate este potrivit pentru proiecte de cărbune-la-amoniac, metanol, etilen glicol, cărbune-la-olefine și cărbune-la-hidrogen, în special cele care necesită furnizare simultană de oxigen de presiune înaltă{-, azot, instrumente{7} medie{7}. Pentru arderea îmbogățită cu oxigen-sau procesele de oxidare catalitică cu oxigen pur, unitatea poate fi, de asemenea, ajustată pentru a furniza aer îmbogățit cu oxigen-90%–95% pentru comutare operațională economică.

Servicii de personalizare și inginerie

Personalizăm grosimea stratului de sită moleculară și fluxul de gaz de regenerare în timpul proiectării, pe baza analizei dvs. de cărbune (cenusa, substanțe volatile, sulf). Pentru livrarea echipamentelor, alegeți între-patine frigorifice complet asamblate sau segmente modulare-, care se potrivește cu accesul și spațiul macaralei de pe șantier. De asemenea, oferim o prognoză pentru consumabile pe trei-ani (sită moleculară, filtre, supape) cu momentul recomandat pentru comandă. Documentația finală include P&ID-uri, logica de interblocare, rapoarte de stres la conducte și carduri cu secvențe de pornire/închidere-gata pentru ca echipa de operațiuni să preia fără probleme.

Echilibru rece și diferență de temperatură finală{0}}caldă

O mică creștere a-diferenței de temperatură finală-de la 3 la 5 grade -poate crește consumul specific de oxigen cu aproximativ 6%. Cauza este adesea distribuția neuniformă a fluxului, nu zona de schimb de căldură subdimensionată. Optimizarea antetului bazată pe CFD-poate reduce diferența la 2,5 grade, reducând pierderile de energie fără a adăuga suprafață.

Pentru unitatea criogenică de separare a aerului pentru instalația chimică pe cărbune, -condițiile la limită specifice-altitudinea,-temperatura umedă-bulbului, calitatea apei de răcire și compoziția cărbunelui-sunt încorporate ca intrări fixe pentru simularea procesului și analiza tensiunii în conducte. Produsele de proiectare includ fișiere de calcul brute mai degrabă decât rapoarte rezumate, permițând trasabilitatea completă de la condițiile de alimentare până la dimensionarea echipamentului. Validarea performanței se bazează pe datele DCS de teren colectate în timpul funcționării normale, nu doar pe evaluările plăcuțelor de identificare sau pe foile de testare de acceptare din fabrică.

Tag-uri populare: unitate de separare a aerului criogenic pentru instalații chimice de cărbune, unitate de separare a aerului criogenic din China pentru producători, furnizori, fabrici de instalații chimice de cărbune