Equipo de separación de aire de proceso de compresión interna
Característica
El producto líquido separado del aire (principalmente oxígeno líquido) se presuriza a alta presión dentro de la caja fría mediante una bomba de oxígeno líquido y luego se vaporiza intercambiando calor con aire a alta-presión en un intercambiador de calor, obteniendo finalmente oxígeno gaseoso a alta-presión.
Los componentes principales incluyen
compresor de aire principal
Proporciona aire a presión media (aproximadamente 0,5-0,7 MPa).
01
refuerzo de aire
Aumente una parte del aire a alta presión (como 4,0-10,0 MPa, igualando la presión de oxígeno requerida).
02
Bomba de oxígeno líquido
El equipo central que presuriza el oxígeno líquido en el evaporador del condensador a la presión objetivo.
03
Intercambiador de calor de alta presión
El equipo central de intercambio de calor, donde el oxígeno líquido a alta-presión intercambia calor con aire a alta-presión, lo que provoca que el oxígeno líquido se vaporice y el aire a alta-presión se licue.
04
Sistema de destilación
Similar al proceso convencional, pero el aire de alimentación tiene dos corrientes de alta presión y media presión.
05
Parámetro
|
Producción de oxígeno |
pureza del oxígeno |
presión de oxígeno |
Presión final de oxígeno. |
Productos nitrogenados |
Producción de oxígeno líquido/nitrógeno líquido |
Consumo de oxígeno unitario |
|
10.000–120.000 Nm³/h |
Mayor o igual al 99,6% (grado industrial) |
4,0 –10,0 MPa(G) |
0,8-3,0 MPa (G) o superior |
Pureza Menor o igual a 5 ppm O ₂ |
Se puede lograr hasta el 1% de la producción de oxígeno. |
Aproximadamente 0,40-0,50 kWh/Nm ³ a 4,0 MPa de oxígeno |
(Solo como referencia)
¿Por qué se ha convertido en la opción principal para la separación de aire-a gran escala?
El proceso de compresión interna domina en la separación de aire a gran-escala (generalmente refiriéndose a una producción de oxígeno mayor o igual a 20000 Nm ³/h) por las siguientes razones:
Las economías de escala son evidentes
Las instalaciones-de gran escala son extremadamente sensibles al consumo de energía. Cuando la escala es lo suficientemente grande, los beneficios de ahorro de energía-que se logran mediante el uso de procesos de compresión interna más complejos (bajo Opex) pueden compensar significativamente el aumento de la inversión inicial (alto Capex).
01
Los requisitos de seguridad son indicadores duros
A gran escala-significa que una vez que ocurre un accidente de seguridad (como una explosión del sistema de enfriamiento principal), las consecuencias son inimaginables. El proceso de compresión interna elimina fundamentalmente los dos riesgos tradicionales de explosión de la acumulación principal de hidrocarburos fríos y de encendido del compresor de oxígeno a alta-presión, cumpliendo con los más altos requisitos de seguridad intrínseca en la industria moderna.
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Igualación de la presión del proceso aguas abajo
Los procesos químicos de carbón modernos (como la gasificación del carbón) y los procesos metalúrgicos-a gran escala generalmente requieren una presión de oxígeno entre 4,0 y 10,0 MPa, que es el rango de trabajo eficiente del proceso de compresión interna.
03
Alta integración del sistema
Las grandes fábricas buscan un diseño integrado y el proceso de compresión interna integra en gran medida la producción de oxígeno a alta-presión en el sistema de caja fría, lo que reduce la necesidad de grandes equipos dinámicos externos (compresores de oxígeno) y sus complejos sistemas auxiliares, lo que facilita el diseño y la gestión generales.
04
Industrias y escenarios aplicables
- Industrias químicas y petroquímicas del carbón modernas:gasificación de carbón para producir metanol/olefinas/etilenglicol, conversión de carbón a petróleo, gasificación de residuos, etc. Esta es su área de aplicación más importante.
- Fertilizantes nitrogenados a gran escala y amoniaco sintético:un nuevo dispositivo de gasificación de carbón para producir gas sintético.
- Metalurgia enriquecida con oxígeno a alta presión:Algunos procesos de fundición mejorada requieren la inyección directa de oxígeno a alta-presión en el horno.
- IGCC (Generación de Energía de Ciclo Combinado con Gasificación Integrada):Proporciona oxígeno a alta-presión para el gasificador.
- Resumen de escenarios aplicables: Newly built large-scale projects with large scale, high required oxygen pressure (especially>4.0MPa), requisitos extremos para la seguridad de la producción y búsqueda de una economía de operación del ciclo de vida completo.
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