Mewn gweithgynhyrchu nwy diwydiannol, technoleg gwahanu aer cryogenig yw'r dull craidd o hyd ar gyfer cynhyrchu ocsigen purdeb ar raddfa fawr. Mae llawer o bobl yn gwybod y gall yr offer hwn droi aer yn ocsigen, ond ychydig iawn sy'n deall yn iawn sut mae'n cyflawni purdeb uchel. Mae'r erthygl hon yn cerdded trwy'r egwyddorion proses, rhesymeg gwahanu, a phwyntiau rheoli allweddol y tu ôl i unedau gwahanu aer cryogenig. Fel menter dechnegol sy'n ymwneud yn ddwfn yn y maes hwn, mae Shenger Gas wedi cronni profiad ymarferol o ddylunio a pheirianneg systemau gwahanu aer cryogenig-profiad gwerth ei rannu.
Nid "Hidlo" Yw'r Egwyddor Sylfaenol ond Gwahaniaeth Berwbwynt
Yn gyntaf, mae angen clirio camsyniad cyffredin: nid yw gwahaniad aer cryogenig yn dibynnu ar hidlo ffisegol i gael ocsigen. Mae'n defnyddio'r gwahaniaethau naturiol mewn pwyntiau berwi ymhlith cydrannau aer. O dan bwysau atmosfferig, mae ocsigen yn berwi ar -183 gradd, nitrogen ar -196 gradd, ac argon ar -186 gradd. Trwy oeri aer o dan -170 gradd i'w hylifo, ac yna trosoli trosglwyddiad màs a gwres rhwng cyfnodau nwy a hylif y tu mewn i golofn ddistylliad, daw gwahanu cydrannau yn bosibl.
Y cam cyntaf tuag at ocsigen purdeb uchel yw cywasgu, cyn-oeri, a phuro'r aer i gael gwared ar ddŵr, carbon deuocsid a hydrocarbonau. Gall triniaeth anghyflawn ar y cam hwn rewi neu rwystro darnau i lawr yr afon a chyfnewidwyr gwres yn hawdd, gan ddiraddio perfformiad distyllu yn gyflym. Felly, mae dibynadwyedd y system buro pen blaen yn pennu'n uniongyrchol a all y cynnyrch terfynol gyrraedd purdeb 99.6% neu uwch yn sefydlog.
Cydlyniad Rhwng Colofnau Isaf ac Uchaf: Adran Graidd Distyllu
Y system distyllu colofn ddwbl nodweddiadol, a elwir hefyd yn broses dwy golofn, yw'r strwythur a ddefnyddir fwyaf ar gyfer cynhyrchu ocsigen cryogenig. Mae'r golofn isaf yn delio â'r dasg wahanu gychwynnol. Ar ôl i aer hylifedig fynd i mewn i'r golofn isaf, mae anwedd codi a hylif disgynnol yn cysylltu â'i gilydd dro ar ôl tro. Mae nitrogen yn crynhoi'n raddol ar y brig, tra bod hylif llawn ocsigen yn cronni ar y gwaelod. Mae'r hylif llawn ocsigen hwn fel arfer yn cynnwys 38% i 42% o ocsigen-ymhell o ofynion gradd y cynnyrch.
Yna caiff yr hylif llawn ocsigen hwn ei fwydo i ganol y golofn uchaf fel porthiant ar gyfer crynodiad pellach. Mae'r golofn uchaf ar yr un pryd yn derbyn adlif nitrogen hylifol o frig y golofn isaf, gan ffurfio adrannau cywiro a stripio cyflawn. Yn y pen draw, mae ocsigen yn casglu ar waelod y golofn uchaf, tra bod nitrogen yn gadael o'r brig. Gyda dyluniad offer priodol a gweithrediad sefydlog, gall purdeb ocsigen ar waelod y golofn uchaf gyrraedd 99.6% i 99.8% neu hyd yn oed yn uwch.
Un manylyn sy'n hawdd ei anwybyddu: mae presenoldeb argon yn cyfyngu'n sylweddol ar welliant purdeb ocsigen. Mae Argon yn cyfrif am tua 0.93% o aer, ac mae ei bwynt berwi yn gorwedd yn union rhwng ocsigen a nitrogen. Mewn prosesau cynhyrchu ocsigen confensiynol heb dynnu argon-oddi ar y porthladd, mae argon yn cronni yng nghanol y golofn uchaf, gyda rhai yn mynd i mewn i'r cynnyrch ocsigen ac yn gostwng ei burdeb. Felly, er mwyn cynhyrchu ocsigen purdeb uchel dros 99.8% yn sefydlog, mae angen colofn argon ategol neu broses adfer argon rhydd o hydrogen distyllu llawn.
Nid yw Purdeb Cynnyrch yn cael ei Benderfynu gan Baramedr Sengl
Mae llawer o ddefnyddwyr yn gofyn cwestiwn tebyg: unwaith y bydd yr offer yn cael ei brynu, beth sy'n gwarantu purdeb ocsigen mewn gwirionedd? Nid dangosydd unigol yw'r ateb ond cydbwysedd deinamig set o baramedrau.
- Ehangu gallu oeri. Mae oeri annigonol yn lleihau hylif adlif yn y golofn uchaf, gan ostwng effeithlonrwydd distyllu. Gall oeri gormodol or-oeri'r golofn, gan amharu ar wahanu hefyd.
- Cyfradd llif porthiant aer a phwysau. Mae amrywiadau mawr yn effeithio'n uniongyrchol ar y cydbwysedd nwy-hylif y tu mewn i'r golofn, gan achosi purdeb i siglo.
- Colofn is addasiad adlif nitrogen hylifol. Dyma un o'r dulliau rheoli mwyaf cyffredin a sensitif. Mae rhy ychydig o adlif yn lleihau cynnwys ocsigen yn hylif cyfoethog ocsigen y golofn isaf. Mae gormod o adlif mewn gwirionedd yn gostwng purdeb ocsigen ar waelod y golofn uchaf.
- Tynnu{0}}oddi ar leoliad y porth a'i agor. Os nad yw'r cyfraddau tynnu'n ôl o ocsigen, ocsigen hylifol, a nitrogen gwastraff yn cyfateb i broffil cyfansoddiad mewnol y golofn, mae purdeb yn dod yn anodd ei gynnal.
Mewn ymarfer peirianneg, fel arfer dim ond dwy neu dair falf allweddol sydd eu hangen ar weithredwyr uned gwahanu aer cryogenig sy'n perfformio'n dda er mwyn cynnal cyflwr cyson. Ond mae hyn yn rhagdybio bod effeithlonrwydd yr hambwrdd neu'r dosbarthiad pacio wedi'i ddylunio'n iawn o'r cychwyn cyntaf. Fel arall, ni fydd unrhyw swm o addasiad yn cyflawni'r purdeb dylunio yn hawdd.
Ble mae'r Bwlch Rhwng Cynhyrchu Ocsigen a Cynhyrchu Ocsigen Purdeb Uchel-Purdeb Sefydlog
Gall llawer o unedau gwahanu aer cryogenig ar y farchnad gynhyrchu ocsigen tua 99.5%, ond mae cyflawni perfformiad sefydlog uwch na 99.8%-a gynhelir am fisoedd heb gau i lawr neu amrywiad-yn gosod gofynion uwch ar sawl maes llai amlwg.
- Unffurfiaeth dosbarthiad hylif y tu mewn i'r golofn. P'un a ydych yn defnyddio hambyrddau rhidyll neu bacio strwythuredig, mae dosbarthiad hylif nwy anwastad yn arwain at barthau sych lleol neu lifogydd, gan lusgo'n uniongyrchol i lawr y purdeb cyffredinol. Mae hyn yn arbennig o hanfodol mewn-unedau ar raddfa fawr sy'n trin miloedd neu hyd yn oed ddegau o filoedd o fetrau ciwbig arferol yr awr.
- Selio blwch oer a rheolaeth setlo perlite. Mae morloi blwch oer wedi methu neu perlite sefydlog yn caniatáu i aer llaith y tu allan fynd i mewn a rhewi, neu achosi colled oerni lleol, gan ddrifftio amodau mewnol yn raddol.
- Cywirdeb ac amser ymateb offerynnau dadansoddol. Os yw amser ymateb y dadansoddwr ocsigen ar-lein yn fwy na 10 eiliad, mae gweithredwyr eisoes yn gweithio gyda data sydd wedi dyddio{2}}bydd addasiadau bob amser ar ei hôl hi.
Yn aml ni ellir datrys y bylchau hyn yn llawn trwy gyfrifiadau damcaniaethol ar bapur. Maent yn dibynnu llawer mwy ar brofiad proses y gwneuthurwr a galluoedd comisiynu ar-safle. Dyna pam mae Shenger Gas yn trin dylunio, gweithgynhyrchu a chomisiynu yn gyson fel dolen gaeedig wrth gyflawni prosiectau, yn hytrach na’u cyflawni fel camau ar wahân.
Dau Fanylion Sy'n Hawdd eu Hesgeuluso mewn Gweithrediad Gwirioneddol
Yn gyntaf, effaith y cylch cynhesu a dadmer ar adferiad purdeb. Ar ôl i uned gwahanu aer cryogenig fod yn rhedeg ers peth amser, mae sianeli cyfnewidydd gwres esgyll yn cael eu rhwystro'n raddol gan groniadau olion o garbon deuocsid neu leithder. Mae hyn yn ymddangos fel gwahaniaeth tymheredd ehangu ar y pen cynnes a phwysau colofn is yn codi. Mae llawer o dimau yn rhuthro i ailgychwyn ar ôl cynhesu, dim ond i ddarganfod bod adferiad purdeb yn cymryd dau neu dri diwrnod. Y dull cywir yw adeiladu digon o gapasiti oeri yn gyntaf ar ôl cynhesu, rhedeg y golofn uchaf ar gymhareb adlif ceidwadol, a dim ond cynyddu cynhyrchiant ocsigen a phurdeb yn raddol unwaith y bydd yr holl bwyntiau mesur tymheredd yn sefydlogi.
Yn ail, nid yw ansawdd aer amgylchynol yn anfeidrol dda. Mae unedau gwahanu aer sydd wedi'u lleoli ger gweithfeydd cemegol neu felinau dur yn aml yn cynnwys symiau hybrin o amonia, hydrogen sylffid, neu hydrocarbonau. Mae'r amhureddau hyn nid yn unig yn effeithio ar fywyd rhidyll moleciwlaidd-gall rhai cydrannau berwi isel fynd i mewn i'r golofn ddistylliad a chanolbwyntio ochr yn ochr ag ocsigen, gan leihau purdeb ocsigen yn y pen draw a hyd yn oed achosi risgiau diogelwch. Ar gyfer senarios o'r fath, argymhellir yn gryf ychwanegu haenau arsugniad wedi'u targedu i fyny'r afon o'r system buro.
Yn ei hanfod, mae cynhyrchu ocsigen purdeb uchel gydag offer gwahanu aer cryogenig yn ddefnydd manwl gywir o briodweddau ffisegol aer. O buro, oeri, a hylifedd i-distyllu colofnau dwbl, mae pob cam yn gosod y sylfaen ar gyfer y llif terfynol hwnnw o 99.8% ocsigen. Mae deall hyn yn ei gwneud yn glir pam y gall gweithgynhyrchwyr gwahanol gynhyrchu canlyniadau purdeb gwirioneddol gwahanol o sgematigau proses sy'n ymddangos yn union yr un fath. Anaml y mae'r bwlch gwirioneddol yn y broses ei hun, ond wrth drin manylion sy'n effeithio ar gydbwysedd distyllu.
Os yw prosiect yn cael trafferth gyda phurdeb ocsigen ansefydlog neu dagfeydd puro, mae ymchwilio i'r pwyntiau rheoli allweddol a drafodwyd uchod yn fan cychwyn da. Yn aml nid oes angen atebion rhy gymhleth ar gyfer problemau technegol. Mae dychwelyd at yr egwyddorion sylfaenol yn aml yn rhoi'r atebion mwyaf uniongyrchol.
