Sanoat gazini ishlab chiqarishda kriogen havo ajratish texnologiyasi katta-miqyosda yuqori{1}}tozalikdagi kislorod ishlab chiqarishning asosiy usuli bo‘lib qolmoqda. Ko'pchilik bu uskuna havoni kislorodga aylantira olishini biladi, ammo uning qanday qilib yuqori tozalikka erishishini tushunadiganlar kam. Ushbu maqola jarayon tamoyillari, ajratish mantig'i va kriogen havo ajratish birliklari orqasidagi asosiy nazorat nuqtalari orqali o'tadi. Ushbu soha bilan chuqur shug'ullanadigan texnik korxona sifatida Shenger Gas kriogen havo ajratish tizimlarini loyihalash va loyihalash bo'yicha amaliy tajriba-to'plagan, ular bilan baham ko'rishga arziydi.
Asosiy printsip "filtrlash" emas, balki qaynash nuqtasi farqidir
Birinchidan, keng tarqalgan noto'g'ri tushunchani tozalash kerak: kriogen havoni ajratish kislorodni olish uchun jismoniy filtrlashga tayanmaydi. U havo komponentlari orasidagi qaynash nuqtalaridagi tabiiy farqlardan foydalanadi. Atmosfera bosimi ostida kislorod -183 daraja, azot -196 daraja, argon -186 daraja qaynaydi. Havoni suyultirish uchun -170 darajadan pastroq sovutish va keyin distillash ustunidagi gaz va suyuqlik fazalari o'rtasida massa va issiqlik o'tkazuvchanligini qo'llash orqali komponentlarni ajratish mumkin bo'ladi.
Yuqori{0}}tozalikdagi kislorod sari birinchi qadam suv, karbonat angidrid va uglevodorodlarni tozalash uchun havoni siqish,-sovutish va tozalashdir. Ushbu bosqichda to'liq ishlov berilmagan holda, quyi oqim o'tish joylarini va issiqlik almashinuvchilarini osongina muzlatib qo'yishi yoki to'sib qo'yishi mumkin, bu esa distillash samaradorligini tezda pasaytiradi. Shu sababli, oldingi{4}}tozalash tizimining ishonchliligi yakuniy mahsulot barqaror ravishda 99,6% yoki undan yuqori tozalikka erisha olishini bevosita aniqlaydi.
Pastki va yuqori ustunlar o'rtasidagi muvofiqlashtirish: distillashning asosiy bo'limi
Odatdagi ikki{0}}kolonkali distillash tizimi, shuningdek, ikki ustunli jarayon sifatida ham tanilgan, kriogen kislorod ishlab chiqarish uchun eng keng tarqalgan tuzilma hisoblanadi. Pastki ustun dastlabki ajratish vazifasini bajaradi. Suyultirilgan havo pastki ustunga kirgandan so'ng, ko'tarilgan bug 'va tushayotgan suyuqlik bir-biri bilan qayta-qayta aloqa qiladi. Azot asta-sekin tepada to'planadi, kislorodga-boy suyuqlik esa pastki qismida to'planadi. Kislorodga boy-bu suyuqlikda odatda mahsulot talabidan-yiroqda 38% dan 42% gacha kislorod mavjud.
Bu kislorodga boy suyuqlik{0}}yuqori ustunning oʻrtasiga keyingi konsentratsiya uchun ozuqa sifatida beriladi. Yuqori ustun bir vaqtning o'zida quyi ustunning yuqori qismidan suyuq azot oqimini oladi, bu esa to'liq rektifikatsiya va tozalash bo'limlarini hosil qiladi. Kislorod oxir-oqibat yuqori ustunning pastki qismida to'planadi, azot esa yuqoridan chiqadi. Uskunaning to'g'ri dizayni va barqaror ishlashi bilan yuqori ustunning pastki qismidagi kislorod tozaligi 99,6% dan 99,8% gacha yoki undan ham yuqori bo'lishi mumkin.
Osonlik bilan e'tibordan chetda qoladigan tafsilot: argon mavjudligi kislorod tozaligini yaxshilashni sezilarli darajada cheklaydi. Argon havoning taxminan 0,93% ni tashkil qiladi va uning qaynash nuqtasi kislorod va azot o'rtasida joylashgan. An'anaviy kislorod ishlab chiqarish jarayonlarida argon chiqarish porti-bo'lmagan holda, argon yuqori ustunning o'rtasida to'planadi, ba'zilari kislorod mahsulotiga kirib, uning tozaligini pasaytiradi. Shuning uchun, 99,8% dan yuqori-tozalikdagi kislorodni barqaror ishlab chiqarish uchun odatda yordamchi argon ustuni yoki toʻliq-distillangan vodorod-argonni qayta tiklash jarayoni talab qilinadi.
Mahsulotning tozaligi bitta parametr bilan aniqlanmaydi
Ko'pgina foydalanuvchilar shunga o'xshash savolni so'rashadi: uskuna sotib olingandan so'ng, aslida kislorod tozaligini nima kafolatlaydi? Javob bitta ko'rsatkich emas, balki parametrlar to'plamining dinamik muvozanatidir.
- Sovutish qobiliyatini kengaytiring. Sovutishning etarli emasligi yuqori kolonnadagi qayta oqim suyuqligini kamaytiradi, distillash samaradorligini pasaytiradi. Haddan tashqari sovutish ustunni haddan tashqari sovutishi mumkin, shuningdek, ajratishni buzishi mumkin.
- Havo besleme oqimi tezligi va bosimi. Katta tebranishlar to'g'ridan-to'g'ri ustun ichidagi gaz{1}}suyuqlik balansiga ta'sir qiladi va tozalikni o'zgartiradi.
- Pastki ustun suyuq azot oqimini sozlash. Bu eng keng tarqalgan va sezgir nazorat usullaridan biridir. Juda kam reflyuks pastki ustundagi kislorodga boy suyuqlik-kislorod miqdorini kamaytiradi. Juda ko'p reflyuks aslida yuqori ustunning pastki qismida kislorod tozaligini pasaytiradi.
- Portning joylashuvi va ochilishini-chizing. Kislorod, suyuq kislorod va chiqindi azotning tortib olish tezligi ustunning ichki tarkibi profiliga mos kelmasa, tozalikni saqlash qiyin bo'ladi.
Muhandislik amaliyotida kriogen havo ajratish moslamasini bajaruvchi quduq-operatorlari, odatda, barqaror holatni saqlab turish uchun ikki yoki uchta kalit valfni-o‘rnatishlari kerak. Ammo bu laganda samaradorligi yoki qadoqlash taqsimoti boshidan to'g'ri ishlab chiqilganligini taxmin qiladi. Aks holda, hech qanday sozlash miqdori osongina dizayn tozaligiga erisha olmaydi.
Kislorod ishlab chiqarish va barqaror{0}}tozalikdagi kislorod ishlab chiqarish o'rtasidagi tafovut qayerda
Bozordagi ko'plab kriyojenik havo ajratish moslamalari kislorodni taxminan 99,5% ishlab chiqarishi mumkin, ammo 99,8% dan yuqori barqaror ishlashga erishish{2}}oylar davomida o'chirish yoki tebranishsiz-bir necha unchalik aniq bo'lmagan sohalarga yuqori talablarni qo'yadi.
- Ustun ichidagi suyuqlik taqsimotining bir xilligi. Elakdan laganlar yoki tuzilgan qadoqlashdan qat'i nazar, gaz{1}}suyuqlikning notekis taqsimlanishi mahalliy quruq hududlarga yoki suv toshqiniga olib keladi va bu umumiy tozalikni to'g'ridan-to'g'ri pastga tushiradi. Bu, ayniqsa, soatiga minglab va hatto o'n minglab oddiy kubometrlarni qayta ishlaydigan-katta o'lchovli qurilmalarda juda muhim.
- Sovuq qutini yopish va perlitni cho'ktirishni nazorat qilish. Muvaffaqiyatsiz sovuq quti muhrlari yoki o'rnatilgan perlit nam tashqi havoning kirib kelishiga va muzlashiga imkon beradi yoki mahalliy sovuq yo'qotilishiga olib keladi va asta-sekin ichki sharoitlarni o'zgartiradi.
- Analitik asboblarning aniqligi va javob vaqti. Onlayn kislorod analizatorining javob vaqti 10 soniyadan oshsa, operatorlar allaqachon eskirgan maʼlumotlar bilan ishlamoqda-tuzatishlar har doim ortda qoladi.
Ko'pincha bu bo'shliqlarni qog'ozdagi nazariy hisob-kitoblar bilan to'liq bartaraf etib bo'lmaydi. Ular ko'proq ishlab chiqaruvchining jarayon tajribasi va-saytda ishga tushirish imkoniyatlariga bog'liq. Shu sababli Shenger Gas doimiy ravishda loyihalash, ishlab chiqarish va ishga tushirishni alohida bosqichlar sifatida yetkazib berish o‘rniga, loyihani amalga oshirishda yopiq tsikl sifatida ko‘rib chiqadi.
Haqiqiy ishlashda ikkita osonlikcha e'tibordan chetda qoladigan tafsilot
Birinchidan, isitish va muzdan tushirish siklining{0}}tozalikni tiklashga ta'siri. Kriogen havo ajratish moslamasi bir muncha vaqt ishlagandan so'ng, plastinka{2}}issiqlik almashinuvchi kanallari asta-sekin karbonat angidrid yoki namlikning iz to'planishi bilan bloklanadi. Bu issiq uchida harorat farqining kengayishi va pastki ustun bosimining ko'tarilishi sifatida namoyon bo'ladi. Ko'pgina jamoalar isinishdan so'ng qayta boshlashga shoshilishadi-, faqat tozalikni tiklash uchun ikki yoki uch kun kerak bo'ladi. To'g'ri yondashuv birinchi navbatda isinishdan so'ng yetarli sovutish quvvatini-o'rnatish, yuqori ustunni konservativ reflyuks nisbatida ishga tushirish va barcha harorat o'lchash nuqtalari barqarorlashgandan keyin kislorod ishlab chiqarish va tozaligini asta-sekin oshirishdir.
Ikkinchidan, atrof-muhit havosining sifati cheksiz yaxshi emas. Kimyoviy zavodlar yoki po'lat tegirmonlari yaqinida joylashgan havo ajratish moslamalari ko'pincha ammiak, vodorod sulfidi yoki uglevodorodlarning iz miqdorini o'z ichiga oladi. Bu aralashmalar nafaqat molekulyar elakning ishlash muddatiga ta'sir qiladi{2}}ba'zi past qaynaydigan komponentlar distillash ustuniga kirib, kislorod bilan birga konsentratsiyalanadi, natijada kislorod tozaligini pasaytiradi va hatto xavfsizlikka xavf tug'diradi. Bunday stsenariylar uchun tozalash tizimining yuqori oqimiga maqsadli adsorbsion qatlamlarni qo'shish tavsiya etiladi.
Kriogen havo ajratish uskunasi bilan yuqori-tozalikdagi kislorod ishlab chiqarish havoning fizik xususiyatlaridan aniq foydalanish hisoblanadi. Tozalash, sovutish va suyultirishdan tortib, ikki-ustunli distillashgacha, har bir qadam 99,8% kislorodning yakuniy oqimi uchun zamin yaratadi. Buni tushunish, nima uchun turli ishlab chiqaruvchilar bir xil ko'rinadigan jarayon sxemalaridan shunchalik turli xil haqiqiy tozalik natijalarini ishlab chiqarishi mumkinligini aniq ko'rsatadi. Haqiqiy bo'shliq kamdan-kam hollarda jarayonning o'zida, lekin distillash balansiga ta'sir qiluvchi tafsilotlarni qayta ishlashda.
Agar loyiha barqaror bo'lmagan kislorod tozaligi yoki tozalash muammolari bilan kurashayotgan bo'lsa, yuqorida muhokama qilingan asosiy nazorat nuqtalarini o'rganish boshlash uchun yaxshi joy. Texnik muammolar ko'pincha o'ta murakkab echimlarni talab qilmaydi. Asosiy tamoyillarga qaytish ko'pincha eng to'g'ridan-to'g'ri javoblarni beradi.
