Воздухоразделительные установки

Воздухоразделительные установки предназначены для получения кислорода, азота, аргона и других компонентов из атмосферного воздуха. Технологию, производительность, чистоту и давление продуктовых газов выбирают по требованиям промышленного процесса, режиму потребления и условиям размещения оборудования.

Промышленные комплексы разделения воздуха

Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, которые различаются физическими свойствами. Для их разделения применяют криогенную ректификацию, короткоцикловую адсорбцию и мембранные процессы. Каждая технология требует предварительной подготовки входного воздуха и обеспечивает собственный диапазон параметров готового продукта.

Назначение газоразделительного оборудования

Установка принимает атмосферный воздух, очищает его от пыли, влаги и нежелательных примесей, после чего направляет в основной разделительный блок. Полученный газ подаётся потребителям непосредственно, накапливается в ресиверах, сжимается до необходимого давления либо переводится в жидкое состояние, если это предусмотрено технологической схемой.

Основные задачи воздухоразделительного комплекса

• забор и сжатие атмосферного воздуха;
• удаление механических частиц и аэрозолей;
• осушка и очистка исходного потока;
• разделение смеси на целевые компоненты;
• контроль состава и чистоты получаемого газа;
• регулирование расхода, давления и температуры;
• накопление и распределение продуктовых потоков;
• защита оборудования при отклонении параметров.

Перечень операций уточняется при проектировании. Например, получение газообразного азота мембранным способом и выпуск нескольких жидких продуктов в криогенном комплексе требуют различного набора аппаратов. Поэтому оборудование подбирают по полному техническому заданию, а не только по названию необходимого газа.

Подготовка атмосферного воздуха

Перед разделением поток очищают от пыли, влаги, масла и других загрязнений, способных нарушить работу мембран, адсорбента или криогенной аппаратуры. В состав подготовительного участка могут входить воздушный компрессор, фильтры, осушители, сепараторы конденсата, ресиверы и теплообменное оборудование.

Криогенное разделение и низкотемпературная ректификация

В криогенной установке воздух сжимают, очищают и охлаждают до низких температур, при которых становится возможным его сжижение. Затем компоненты разделяют ректификацией с использованием различия температур кипения. Такая схема позволяет одновременно получать несколько газообразных или жидких продуктов.

Характерные элементы криогенной установки

• основной и вспомогательные воздушные компрессоры;
• блок предварительной очистки воздуха;
• реверсивные или пластинчато-ребристые теплообменники;
• ректификационные колонны и испарители-конденсаторы;
• холодильные машины или детандерные агрегаты;
• криогенные насосы и трубопроводы;
• сосуды для хранения жидких продуктов;
• система контроля и противоаварийной защиты.

Работа с низкими температурами предъявляет специальные требования к материалам, теплоизоляции, герметичности и регламенту пуска. Конкретная конструкция разрабатывается по расчётным параметрам. Характеристики одного криогенного комплекса нельзя переносить на другой без проверки производительности и продуктовой схемы.

Адсорбционное получение кислорода и азота

Адсорбционный метод основан на различной способности компонентов воздуха удерживаться пористым материалом. Поток последовательно проходит через колонны, одна из которых работает в режиме разделения, а другая регенерируется. Переключение обеспечивает циклическую и практически непрерывную подачу продукта.

Мембранные системы газоразделения

Мембранная установка использует различие скоростей проникновения компонентов воздуха через полупроницаемый материал. Подготовленный сжатый поток поступает в мембранные модули, где разделяется на потоки разного состава. Такие системы часто применяют для получения азота непосредственно на производственной площадке.

Сравнение способов промышленного воздухоразделения

Таблица показывает общие различия, но не определяет выбор без расчёта. Необходимо сопоставлять требуемую чистоту, расход, давление, число продуктов и режим потребления. Значение имеют также энергоснабжение, доступная площадь, условия обслуживания и требования к резервному источнику газа.

Получение и распределение продуктовых газов

Кислород применяется в процессах, где требуется поддержание окислительных реакций, интенсификация горения или подача газа заданного состава. Азот используется для инертирования, продувки, вытеснения кислорода и создания защитной атмосферы. Аргон востребован в технологиях, чувствительных к взаимодействию с другими газами.

Возможные узлы продуктовой части

• буферные ресиверы газообразного продукта;
• газгольдеры для выравнивания расхода;
• дожимающие компрессоры и бустеры;
• криогенные резервуары для жидких газов;
• испарители для перевода жидкости в газовую фазу;
• редуцирующие и распределительные станции;
• узлы наполнения баллонов или транспортных ёмкостей;
• газоанализаторы и приборы коммерческого учёта.

Блочно-модульная компоновка оборудования

Отдельные узлы могут устанавливаться на открытой площадке, общей раме или внутри блок-контейнера. Модульная компоновка упрощает размещение компрессоров, фильтров, адсорберов, мембранных блоков и систем управления в пределах подготовленной зоны. Степень заводской готовности определяется проектом.

Контроль качества и автоматическое управление

Система управления контролирует давление, температуру, расход и состав потоков. Газоанализаторы подтверждают параметры готового продукта, а датчики отслеживают состояние компрессоров, фильтров, колонн и ёмкостей. При выходе показателей за установленные пределы автоматика формирует сигнал или изменяет режим.

Исходные данные для выбора установки

Подбор начинают с определения продуктовой схемы. Необходимо указать, какие газы требуются, в каком агрегатном состоянии, с какой чистотой, производительностью и давлением. Дополнительно учитывают средний и пиковый расход, продолжительность работы, допустимое время запуска и потребность в резервировании.

Сведения для технического задания

• перечень требуемых продуктов разделения воздуха;
• газообразное или жидкое состояние каждого продукта;
• требования к чистоте и допустимым примесям;
• номинальная и максимальная производительность;
• необходимое давление на границе комплекса;
• режим работы и график потребления;
• параметры доступных инженерных сетей;
• климатические условия и место размещения;
• требования к резервированию и автоматизации.

К техническому заданию желательно приложить схему подключения, план площадки и сведения о дальнейшем использовании газов. Эти данные позволяют сравнить технологии и определить состав комплекса. Точные характеристики подтверждаются расчётом и согласованной документацией.

Поставка воздухоразделительных установок от ГК «МеталлЭнергоХолдинг»

ГК «МеталлЭнергоХолдинг» более 13 лет работает на рынке поставок металлопроката, металлоконструкций и оборудования для предприятий энергетической, нефтегазовой, строительной и промышленной отраслей. Компания предлагает широкий ассортимент продукции из различных марок стали, изготовленной в соответствии с действующими ГОСТ, ОСТ и техническими условиями. Наши специалисты помогают подобрать необходимую продукцию с учётом проектной документации, технических требований и условий эксплуатации.

Мы работаем с предприятиями по всей России и поставляем продукцию в дружественные страны, обеспечивая сопровождение заказа от консультации до доставки на объект. Для уточнения наличия, сроков изготовления и стоимости свяжитесь с нашими менеджерами. Мы оперативно обработаем запрос, подготовим расчёт и предложим оптимальное решение. Звоните нам +375 (25) 970-17-95 или пишите на gomel@metatorg.ru.