Основна роля на топлообменниците на генератора на кислород
Топлообменниците на генератора на кислород са ключови компоненти за ефективната и стабилна работа на оборудването за производство на кислород. Основните им функции се въртят около три ключови измерения: регулиране на енергията, контрол на състоянието и безопасност на системата.
1. Възстановяване на енергия и икономия на енергия, намаляване на консумацията на енергия на системата
Процесът на производство на кислород (особено криогенно отделяне на въздуха) консумира значителни количества енергия (напр. Сгъстен въздух и хладилник). Топлообменниците значително намаляват консумацията на енергия, като рециклират топлинната и охлаждащата способност:
При криогенно разделяне на въздуха основният топлообменник обменя топлина между компресиран, околен въздух и нисък - температурен кислород, азот и замърсени азотни потоци, изхвърлени от дестилационната кула. Студената енергия на ниския - температурен газ охлажда въздуха (приближавайки го до температурата на втечняване), като същевременно възстановява охлаждащия капацитет (намаляване на натоварването на хладилната система). Например, ако студената енергия на замърсения азот не бъде възстановена, консумацията на енергия на охлаждане ще се увеличи с над 30%.
При адсорбция на люлеенето на налягането на PSA (PSA) топлината, генерирана от сгъстения въздух, се отстранява незабавно през охладителя, като предотвратява високите температури да причинят намаляване на ефективността на адсорбция на молекулярно сито (което би изисквало допълнителна енергия за поддържане на адсорбцията), като индиректно намалява работните разходи.
2. Точно контролиране на състоянието на газа, за да се гарантира ефективността на разделянето
Ядрото на производството на кислород е да се отдели кислород и азот чрез физически методи (криогенно отделяне на втечняване или разделяне на адсорбцията на PSA). Състоянието на температурата и фазата на промяна на газа пряко влияе върху ефекта на разделяне. Топлообменниците играят ключова роля за контролирането на газовото състояние, за да съответстват на изискванията на процеса:
В криогенно разделяне на въздуха:
Основният топлообменник охлажда въздуха до близост до температурата на втечняване (-170-180 градуса), поставяйки основата за разделяне на втечняване в последващата колона за дестилация;
Подколерът охлажда течния кислород и азот под тяхната точка на кипене (под охлаждане), като им пречи да се изпарят по време на дроселиране или транспортиране, осигурявайки стабилна продукция на течни продукти;
Кондензаторът - изпарителят (първично охлаждане) задвижва азота - цикъл на промяна на фазата на кислород чрез топлинен обмен (азот кондензира и освобождава топлината, след това течният кислород абсорбира топлината и изпарява), като директно постига дестилационно разделяне.
В PSA производство на кислород:
По -охладителят охлажда сгъстния въздух до под 40 градуса (високите температури намаляват способността на молекулярното сито да адсорб азот), като гарантира ефективна работа на адсорбционната колона.
3. Осигуряване на безопасност и стабилност на системата
Средата за производство на кислород представлява уникални условия като ниска температура, високо налягане и кислород (което поддържа горенето). Топлообменниците трябва да бъдат проектирани и контролирани за смекчаване на рисковете:
Anti - Запушване: Криогенните топлообменници трябва да предотвратяват водата и да се състои във въздуха от замръзване при ниски температури (което може да блокира каналите). PRE - Системата за почистване и топлообменникът трябва да са съвместими, за да се предотврати отлагането на примесите.
Превенция на пламъка и експлозия: Компонентите на топлообменника, които влизат в контакт с кислород (като основния охладител в криогенна система и охладителя в PSA), трябва да бъдат направени от инертни материали, като неръждаема стомана и да имат полирана повърхност, за да се сведе до минимум адхезията на примесите и да намали риска от кислород.
Предотвратяване на охлаждане/топлинна избягване: Дизайнът на уплътняването на криогенния топлообменник (като плочата - Процесът на зареждане с фин) минимизира изтичането на охлаждане (студена загуба) и предотвратява колебанията на температурата на системата. Стабилното разсейване на топлина в PSA охладители предотвратява натрупването и прегряването на топлината на компресията.
