Зачем нужна воздухоразделительная установка (ВРУ)
Воздухоразделительные установки (ВРУ) имеют незаменимое значение в современных промышленных системах. Многие аспекты промышленного производства в значительной степени зависят от промышленных газов, таких как кислород, азот и аргон. Воздух, как естественный источник этих газов, требует специального оборудования для его отделения и очистки. Установки разделения воздуха являются основным оборудованием для этого процесса.
В металлургической промышленности такие процессы, как доменное производство чугуна и конвертерное производство стали, основаны на использовании кислорода. Кислород способствует горению, повышает температуру печи и ускоряет реакции плавки. Он также удаляет примеси, такие как углерод и сера, из расплавленного железа, улучшая качество стали. Без стабильной подачи кислорода высокой-чистоты эффективность плавки значительно снижается, и качество продукции становится трудно гарантировать.
В химической промышленности азот часто используется в качестве защитного газа из-за его стабильных химических свойств. В таких процессах, как производство синтетического аммиака и нефтехимия, азот изолирует атмосферу, предотвращая окисление сырья и продуктов и потенциально предотвращая взрывы и другие инциденты, связанные с безопасностью. Кроме того, некоторые химические реакции требуют особой инертной атмосферы, и для плавного протекания этих реакций необходима стабильная подача азота.
В пищевой промышленности также используются газы, вырабатываемые воздухоразделительными установками. Например, азот можно использовать в упаковке пищевых продуктов для эффективного подавления роста и размножения микроорганизмов, продлевая срок хранения пищевых продуктов. Кислород используется для консервации фруктов и овощей, поддержания их дыхания и свежести.
Медицинская сфера также использует промышленные газы. Кислород высокой-чистоты имеет решающее значение для спасения пациентов в критическом состоянии и лечения респираторных заболеваний. Больницам требуется непрерывная и стабильная подача кислорода для обеспечения бесперебойной работы медицинских служб.
Как видно, промышленные газы являются незаменимым и важнейшим ресурсом в производстве и работе многих отраслей промышленности. Наличие установки разделения воздуха гарантирует, что эти отрасли имеют непрерывную и стабильную поставку промышленных газов, тем самым обеспечивая бесперебойное производство и работу.
Преимущества владения воздухоразделительной установкой (ВРУ)
Значительное снижение затрат. Для компаний, которые используют большое количество промышленных газов, производство собственных газов предлагает значительные финансовые преимущества по сравнению с их покупкой. С одной стороны, сырьем для производства промышленных газов является воздух, стоимость которого практически незначительна. При покупке газа необходимо платить как за сам газ, так и за прибыль поставщика. С другой стороны, при-производстве на месте газ напрямую доставляется в производственный цех, что исключает транспортные расходы, связанные с закупкой газа, включая покупку и обслуживание транспортных средств, а также затраты на электроэнергию и рабочую силу, связанные с транспортировкой. Это может существенно сэкономить компаниям значительные затраты и повысить экономическую эффективность в долгосрочной перспективе.
Значительное повышение надежности поставок. На зависимость от внешних поставщиков промышленного газа часто влияет множество факторов, таких как производственные мощности поставщика, условия движения по транспортным маршрутам и изменения погоды, все из которых могут привести к перебоям или задержкам в поставках газа. Компании, имеющие собственные воздухоразделительные установки, могут гибко корректировать графики добычи и поставок газа исходя из своих производственных планов и реальных потребностей. Это обеспечивает стабильное снабжение газом даже при колебаниях внешней среды, предотвращая остановку производства из-за нехватки газа и минимизируя потери, вызванные остановкой производства.
Простота и эффективность эксплуатации. В современных воздухоразделительных установках используется передовая технология автоматического управления, позволяющая автоматически контролировать и регулировать производственный процесс. Операторы могут контролировать рабочее состояние установки и вносить коррективы непосредственно с экрана компьютера в диспетчерской. Конструкция установки полностью учитывает необходимость беспилотной работы и оснащена комплексной системой обнаружения неисправностей и сигнализации. При возникновении аномалий выдаются оперативные оповещения и принимаются соответствующие защитные меры. Это не только уменьшает количество необходимых операторов и трудозатраты, но и повышает стабильность и безопасность работы агрегата, снижая управленческую нагрузку на предприятие.
Типы воздухоразделительных установок
Не-производственные установки некриогенных процессов
Мембранная система N₂: Ядром мембранной системы N₂ является мембранный модуль с избирательной проницаемостью. Когда сжатый воздух проходит через мембранный модуль, молекулы газа, такие как кислород и углекислый газ, легче проникают через стенку мембраны, в то время как молекулы азота с меньшей вероятностью проходят через нее, тем самым отделяя азот от других газов. Эта система имеет небольшой размер, легкий вес и компактную конструкцию, что делает ее относительно простой в установке и обслуживании. Он подходит для применений, где требования к чистоте азота не особенно высоки (обычно от 95% до 99,9%), а спрос невелик, например, упаковка электронных компонентов и упаковка небольших пищевых продуктов.
Система N₂ PSA: Система N₂ PSA отделяет азот, используя разницу в адсорбционной способности между азотом и кислородом на адсорбенте. Под давлением адсорбент преимущественно адсорбирует примеси, такие как кислород, в то время как азот проходит через адсорбционную колонну и превращается в газообразный продукт. Когда адсорбент достигает насыщения, давление снижается, и адсорбированные примеси десорбируются, что позволяет регенерировать и перерабатывать адсорбент. Эта система запускается быстро и обычно производит качественный азот в течение нескольких минут. Чистоту азота можно регулировать в соответствии с потребностями, обычно в диапазоне от 95% до 99,999%. Он подходит для небольших- и средних-потребностей в азоте, например, для замены азота в резервуарах для хранения химикатов и для лабораторного использования.
Системы O₂ PSA, VSA или VPSA: Принцип работы системы O₂ PSA аналогичен принципу работы системы N₂ PSA, за исключением того, что используемый адсорбент обладает более высокой способностью адсорбции кислорода. При приложении давления адсорбент адсорбирует кислород, а неабсорбированный азот и другие газы выбрасываются в виде отходящих газов. Во время снижения давления адсорбированный кислород десорбируется, в результате чего образуется кислород продукта. Система VSA основана на системе PSA за счет использования вакуумной десорбции, снижения давления десорбции и улучшения восстановления кислорода. Системы VPSA дополнительно оптимизируют процесс, что приводит к повышению эффективности производства кислорода. Кислород, производимый этими системами, обычно имеет чистоту 90%-95%, что делает их пригодными для небольших- и средних-потребностей в кислороде, таких как подача медицинского кислорода, а также мелкомасштабная сварка и резка.
Криогенная установка разделения воздуха
Рабочий процесс криогенной установки разделения воздуха относительно сложен и включает в себя в основном сжатие, очистку, сжижение и дистилляцию воздуха. Сначала воздух сжимается до определенного давления, а затем удаляются примеси, такие как влага и углекислый газ, чтобы предотвратить образование льда и блокировку оборудования во время последующего процесса сжижения. Очищенный воздух поступает в теплообменник для охлаждения и постепенного сжижения. Жидкий воздух поступает в дистилляционную башню. Из-за разных температур кипения кислорода и азота (точка кипения кислорода составляет примерно -183 градуса, температура кипения азота примерно -196 градусов) жидкий воздух нагревается внутри дистилляционной колонны. Азот испаряется первым, поднимаясь к вершине башни для сбора, а кислород остается внизу, обеспечивая разделение. Это устройство может производить кислород высокой-чистоты (более 99,6%), азот (более 99,999%) и инертные газы, такие как аргон. Он подходит для крупномасштабного промышленного производства, такого как крупные сталелитейные заводы и углехимические заводы, где потребность в промышленных газах высока, а чистота имеет решающее значение. Хотя первоначальные инвестиции в оборудование и потребление энергии относительно высоки, оно дает такие преимущества, как высокая производительность, высокая чистота продукта и стабильная работа, что приводит к хорошей долгосрочной экономической эффективности.
Новые воздухоразделительные установки
Благодаря постоянному развитию технологий в новых воздухоразделительных установках реализовано множество технологических инноваций. С точки зрения энергоэффективности они используют более эффективные компрессоры, теплообменники и другое оборудование, оптимизируя технологические процессы и снижая энергопотребление на единицу продукции. Например, новые центробежные компрессоры обеспечивают более низкое энергопотребление и более стабильную работу, чем традиционные поршневые компрессоры.
Что касается эффективности разделения, разработка и применение новых адсорбентов и мембранных материалов улучшили селективность и эффективность разделения газов, что привело к повышению чистоты продукта и повышению скорости извлечения. В то же время модернизация технологии автоматического управления позволила обеспечить интеллектуальную работу установки, что позволяет автоматически корректировать рабочие параметры в зависимости от изменений потребности в газе, улучшая ее адаптивность и стабильность.
Новые воздухоразделительные установки также уделяют приоритетное внимание экологическим показателям, сокращая выбросы отходящих газов и сточных вод во время производства, отвечая требованиям зеленого развития в современной промышленности. Они могут лучше удовлетворять индивидуальные потребности различных отраслей и широко используются в развивающихся секторах, таких как новая энергетика и производство полупроводников.
Б/у/перемещенные воздухоразделительные установки
Б/у/перемещенные воздухоразделительные установки обычно простаивают или выводятся из эксплуатации в результате корректировки производства или технологической модернизации. Затем это оборудование профессионально проверяется, ремонтируется и перемещается, прежде чем снова вводиться в эксплуатацию. Для стартапов или малых и средних-предприятий с ограниченными средствами покупка бывшей в употреблении или перенесенной воздухоразделительной установки может значительно снизить первоначальные инвестиционные затраты и быстро создать мощности по производству газа.
При выборе бывшей в употреблении/перемещенной воздухоразделительной установки важно тщательно оценить рабочее состояние, возраст и записи об обслуживании оборудования, чтобы убедиться, что оно соответствует производственным потребностям. Кроме того, важно учитывать затраты на перемещение, установку и ввод в эксплуатацию, а также текущее обслуживание. Хотя бывшие в употреблении/перемещенные устройства могут быть не такими производительными и технологически продвинутыми, как новые, они могут сэкономить компаниям значительные деньги и предложить значительное преимущество в экономической-эффективности при условии, что они отвечают основным производственным потребностям.
Услуги NEWTEK в проектах воздухоразделительных установок
Компания NEWTEK накопила обширные знания и опыт в области газового машиностроения и обладает мощными возможностями интеграции ресурсов. Мы предлагаем полный спектр услуг по проектам воздухоразделительных установок, включая EPC (инжиниринг, генеральный подряд) и решения «под ключ» для различных отраслей промышленности, включая текстильную, металлургическую и химическую.
Металлургическая промышленность имеет высокий спрос на технические газы и требует высокой чистоты. В проектах воздухоразделительных установок для металлургической промышленности компания NEWTEK использует свой опыт управления крупными и сложными проектами. Мы решаем вопросы связи, взаимодействия и координации на различных дисциплинах и этапах, таких как соединение газопровода между установкой и плавильным оборудованием, а также совместимость систем управления. Создавая эффективные механизмы связи и процессы координации, мы обеспечиваем бесперебойный поток информации и координацию работы между всеми участниками проекта, гарантируя эффективное выполнение проекта и своевременную-доставку.
Сложная производственная среда химической промышленности предъявляет чрезвычайно высокие требования к безопасности и стабильности оборудования. Предоставляя химическим компаниям услуги EPC для воздухоразделительных установок, NEWTEK строго придерживается правил и стандартов безопасности химической промышленности, полностью учитывая факторы безопасности на каждом этапе процесса, включая проектирование, строительство и выбор оборудования. Например, при установке оборудования мы уделяем первоочередное внимание обеспечению взрывобезопасности и-защиты от коррозии. В конструкцию системы управления мы включаем несколько защитных устройств, чтобы обеспечить своевременное отключение в случае неисправности и тем самым предотвратить инциденты, связанные с безопасностью.
Комплексные услуги EPC и инженерные решения NEWTEK «под ключ», от начала проекта-до эксплуатации, освобождают клиентов от сложностей жизненного цикла проекта. Клиенты просто отправляют свои требования, и NEWTEK будет контролировать все аспекты проекта, включая общее планирование, проектирование, закупки, строительство и ввод в эксплуатацию, обеспечивая своевременную доставку и надежную работу. Это-бесплатное обслуживание-без проблем-экономит компаниям значительное время и усилия, позволяя им сосредоточиться на своих основных производственных операциях и повысить общую операционную эффективность.
