ક્રાયોજેનિક એર સેપરેશન નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન શું છે

ક્રાયોજેનિક હવા વિભાજન નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન એ પરંપરાગત નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન પદ્ધતિ છે જેનો ઇતિહાસ કેટલાક દાયકાઓથી છે. તે કાચા માલ તરીકે હવાનો ઉપયોગ કરે છે, તેને સંકુચિત કરે છે અને શુદ્ધ કરે છે, અને પછી પ્રવાહી હવામાં હવાને પ્રવાહી બનાવવા માટે હીટ એક્સચેન્જનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રવાહી હવા મુખ્યત્વે પ્રવાહી ઓક્સિજન અને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનું મિશ્રણ છે. પ્રવાહી ઓક્સિજન અને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનના વિવિધ ઉત્કલન બિંદુઓનો ઉપયોગ કરીને, પ્રવાહી હવાના નિસ્યંદન દ્વારા તેમને અલગ કરીને નાઇટ્રોજન મેળવવામાં આવે છે.

લાક્ષણિક પ્રક્રિયા પ્રવાહ

સમગ્ર પ્રક્રિયામાં હવાનું સંકોચન અને શુદ્ધિકરણ, હવાનું વિભાજન અને પ્રવાહી નાઇટ્રોજન બાષ્પીભવનનો સમાવેશ થાય છે.

1. એર કમ્પ્રેશન અને શુદ્ધિકરણ

એર ફિલ્ટર દ્વારા હવાને ધૂળ અને યાંત્રિક અશુદ્ધિઓથી સાફ કર્યા પછી, તે એર કોમ્પ્રેસરમાં પ્રવેશ કરે છે, જરૂરી દબાણમાં સંકુચિત થાય છે, અને પછી હવાનું તાપમાન ઘટાડવા માટે એર કૂલરમાં મોકલવામાં આવે છે. પછી તે હવામાં રહેલા ભેજ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, એસીટીલીન અને અન્ય હાઇડ્રોકાર્બનને દૂર કરવા માટે હવા સૂકવવાના શુદ્ધિકરણમાં પ્રવેશ કરે છે.

2. હવા અલગ

શુદ્ધ હવા એર સેપરેશન ટાવરમાં મુખ્ય હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં પ્રવેશે છે, તેને રિફ્લક્સ ગેસ (ઉત્પાદન નાઇટ્રોજન, કચરો ગેસ) દ્વારા સંતૃપ્તિ તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને તેને નિસ્યંદન ટાવરના તળિયે મોકલવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજન ટાવરની ટોચ પર મેળવવામાં આવે છે, અને પ્રવાહી હવાને થ્રોટલ કરીને મોકલવામાં આવે છે તે બાષ્પીભવન કરવા માટે કન્ડેન્સેશન બાષ્પીભવકમાં પ્રવેશ કરે છે, અને તે જ સમયે, સુધારણા ટાવરમાંથી મોકલવામાં આવેલા નાઇટ્રોજનનો ભાગ કન્ડેન્સ્ડ થાય છે. કન્ડેન્સ્ડ લિક્વિડ નાઇટ્રોજનનો એક ભાગ રેક્ટિફિકેશન ટાવરના રિફ્લક્સ લિક્વિડ તરીકે વપરાય છે અને બીજા ભાગનો ઉપયોગ લિક્વિડ નાઇટ્રોજન પ્રોડક્ટ તરીકે થાય છે અને એર સેપરેશન ટાવરમાંથી નીકળી જાય છે.

કન્ડેન્સેશન બાષ્પીભવકમાંથી એક્ઝોસ્ટ ગેસને મુખ્ય હીટ એક્સ્ચેન્જર દ્વારા લગભગ 130K સુધી ફરીથી ગરમ કરવામાં આવે છે અને એર સેપરેશન ટાવર માટે ઠંડકની ક્ષમતા પૂરી પાડવા માટે વિસ્તરણ અને રેફ્રિજરેશન માટે વિસ્તરણકર્તામાં પ્રવેશ કરે છે. વિસ્તરેલ ગેસનો એક ભાગ મોલેક્યુલર ચાળણીના પુનર્જીવન અને ઠંડક માટે વપરાય છે, અને પછી તેને સાયલેન્સર દ્વારા છોડવામાં આવે છે. વાતાવરણ

3. પ્રવાહી નાઇટ્રોજન બાષ્પીભવન

એર સેપરેશન ટાવરમાંથી પ્રવાહી નાઇટ્રોજન પ્રવાહી નાઇટ્રોજન સંગ્રહ ટાંકીમાં સંગ્રહિત થાય છે. જ્યારે હવા વિભાજનના સાધનોનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંગ્રહ ટાંકીમાં પ્રવાહી નાઇટ્રોજન વેપોરાઇઝરમાં પ્રવેશ કરે છે અને ઉત્પાદન નાઇટ્રોજન પાઇપલાઇનમાં મોકલતા પહેલા તેને ગરમ કરવામાં આવે છે.

ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન ≧99.999% ની શુદ્ધતા સાથે નાઇટ્રોજન ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

શુદ્ધતા

ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન ≧99.999% ની શુદ્ધતા સાથે નાઇટ્રોજન ઉત્પન્ન કરી શકે છે. નાઇટ્રોજન શુદ્ધતા નાઇટ્રોજન લોડ, ટ્રેની સંખ્યા, ટ્રેની કાર્યક્ષમતા અને પ્રવાહી હવામાં ઓક્સિજન શુદ્ધતા વગેરે દ્વારા મર્યાદિત છે અને ગોઠવણની શ્રેણી નાની છે.

તેથી, ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન સાધનોના સમૂહ માટે, ઉત્પાદનની શુદ્ધતા મૂળભૂત રીતે ચોક્કસ છે અને તેને સમાયોજિત કરવામાં અસુવિધાજનક છે.

ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન જનરેટર ઉપકરણમાં સમાવિષ્ટ મુખ્ય સાધનો

1. એર ફિલ્ટરેશન

એર કોમ્પ્રેસરની અંદર યાંત્રિક ગતિશીલ સપાટીના વસ્ત્રોને ઘટાડવા અને હવાની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, હવા એર કોમ્પ્રેસરમાં પ્રવેશે તે પહેલાં, તેમાં રહેલી ધૂળ અને અન્ય અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે તેણે પહેલા એર ફિલ્ટરમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે. એર કોમ્પ્રેસરના હવાના સેવનમાં મોટે ભાગે બરછટ-કાર્યક્ષમતા ફિલ્ટર અથવા મધ્યમ-કાર્યક્ષમતા ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.

2. એર કોમ્પ્રેસર

કાર્યકારી સિદ્ધાંત અનુસાર, એર કોમ્પ્રેસરને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: વોલ્યુમેટ્રિક અને સ્પીડ. એર કોમ્પ્રેસર મોટે ભાગે રીસીપ્રોકેટીંગ પિસ્ટન એર કોમ્પ્રેસર, સેન્ટ્રીફ્યુગલ એર કોમ્પ્રેસર અને સ્ક્રુ એર કોમ્પ્રેસરનો ઉપયોગ કરે છે.

3. એર કૂલર

તેનો ઉપયોગ એર ડ્રાયિંગ પ્યુરિફાયર અને એર સેપરેશન ટાવરમાં પ્રવેશતા પહેલા સંકુચિત હવાના તાપમાનને ઘટાડવા, ટાવરમાં પ્રવેશતા તાપમાનમાં મોટી વધઘટને ટાળવા અને સંકુચિત હવામાં મોટાભાગની ભેજને અવક્ષેપિત કરવા માટે થાય છે. નાઈટ્રોજન વોટર કૂલર (વોટર કૂલિંગ ટાવર અને એર કૂલિંગ ટાવરનું બનેલું છે: વોટર કૂલિંગ ટાવર ફરતા પાણીને ઠંડુ કરવા માટે એર સેપરેશન ટાવરમાંથી વેસ્ટ ગેસનો ઉપયોગ કરે છે, અને એર કૂલિંગ ટાવર પાણીના કૂલિંગ ટાવરમાંથી ફરતા પાણીનો ઉપયોગ કરે છે. એર), ફ્રીઓન એર કૂલર.

4. એર ડ્રાયર અને પ્યુરિફાયર

એર કૂલરમાંથી પસાર થયા પછી પણ સંકુચિત હવામાં ચોક્કસ માત્રામાં ભેજ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, એસિટિલીન અને અન્ય હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે. એર સેપરેશન ટાવરમાં જમા થયેલો સ્થિર ભેજ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ચેનલો, પાઈપો અને વાલ્વને બ્લોક કરશે. એસીટીલીન પ્રવાહી ઓક્સિજનમાં એકઠું થાય છે અને વિસ્ફોટનું જોખમ રહેલું છે. ધૂળ ઓપરેટિંગ મશીનરીને ઘસાશે. હવા વિભાજન એકમની લાંબા ગાળાની સલામત કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, આ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે વિશિષ્ટ શુદ્ધિકરણ સાધનોની સ્થાપના કરવી આવશ્યક છે. હવા શુદ્ધિકરણની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિઓ શોષણ અને ઠંડું છે. ચીનમાં નાના અને મધ્યમ કદના નાઇટ્રોજન જનરેટરમાં મોલેક્યુલર ચાળણી શોષણ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન ઉત્પાદકો - ચાઇના નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન ફેક્ટરી અને સપ્લાયર્સ (xinfatools.com)

5. એર સેપરેશન ટાવર

એર સેપરેશન ટાવરમાં મુખ્યત્વે મુખ્ય હીટ એક્સ્ચેન્જર, લિક્વિફાયર, ડિસ્ટિલેશન ટાવર, કન્ડેન્સિંગ બાષ્પીભવક વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. મુખ્ય હીટ એક્સ્ચેન્જર, કન્ડેન્સિંગ બાષ્પીભવક અને લિક્વિફાયર પ્લેટ-વાર્પ્ડ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ છે. તે એક નવા પ્રકારનું સંયુક્ત પાર્ટીશન હીટ એક્સ્ચેન્જર છે જેમાં ઓલ-એલ્યુમિનિયમ મેટલ સ્ટ્રક્ચર છે. સરેરાશ તાપમાન તફાવત ખૂબ જ નાનો છે અને હીટ વિનિમય કાર્યક્ષમતા 98-99% જેટલી ઊંચી છે. નિસ્યંદન ટાવર એ હવાને અલગ કરવાનું સાધન છે. ટાવર સાધનોના પ્રકારો આંતરિક ભાગો અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ચાળણી પ્લેટ સાથેના ચાળણી પ્લેટ ટાવરને ચાળણી પ્લેટ ટાવર કહેવામાં આવે છે, બબલ કેપ પ્લેટ સાથેના બબલ કેપ ટાવરને બબલ કેપ ટાવર કહેવામાં આવે છે, અને સ્ટેક્ડ પેકિંગ સાથેના પેક્ડ ટાવરને ચાળણી પ્લેટ ટાવર કહેવામાં આવે છે. ચાળણીની પ્લેટમાં સરળ માળખું હોય છે, ઉત્પાદનમાં સરળ હોય છે અને પ્લેટની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ એર ફ્રેક્શનેશન ડિસ્ટિલેશન ટાવર્સમાં વ્યાપકપણે થાય છે. પૅક્ડ ટાવર્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે 0.8m કરતાં ઓછો વ્યાસ અને 7m કરતાં વધુ ન હોય તેવા ડિસ્ટિલેશન ટાવર્સ માટે થાય છે. બબલ કેપ ટાવર્સ હવે તેમની જટિલ રચના અને ઉત્પાદન મુશ્કેલીઓને કારણે ભાગ્યે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

6. ટર્બોએક્સેન્ડર

તે એક ફરતી બ્લેડ મશીન છે જેનો ઉપયોગ નાઇટ્રોજન જનરેટર દ્વારા ઠંડી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. તે એક ગેસ ટર્બાઇન છે જેનો ઉપયોગ નીચા તાપમાનની સ્થિતિમાં થાય છે. ટર્બોએક્સપેન્ડર્સને ઇમ્પેલરમાં ગેસના પ્રવાહની દિશા અનુસાર અક્ષીય પ્રવાહ પ્રકાર, કેન્દ્રિય રેડિયલ પ્રવાહ પ્રકાર અને કેન્દ્રિય રેડિયલ પ્રવાહ પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે; ઇમ્પેલરમાં ગેસનું વિસ્તરણ ચાલુ રહે છે કે કેમ તે મુજબ, તેને કાઉન્ટરટેક પ્રકાર અને અસરના પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. સતત વિસ્તરણ એ કાઉન્ટરટેક પ્રકાર છે. પ્રકાર, તે વિસ્તરણ કરવાનું ચાલુ રાખતું નથી અને અસર પ્રકાર બની જાય છે. સિંગલ-સ્ટેજ રેડિયલ એક્સિયલ ફ્લો ઇમ્પેક્ટ ટર્બાઇન એક્સપાન્ડર્સનો ઉપયોગ હવાને અલગ કરવાના સાધનોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. ક્રાયોજેનિક એર સેપરેશન નાઇટ્રોજન જનરેટરમાં જટિલ સાધનો, વિશાળ વિસ્તાર, ઉચ્ચ માળખાકીય ખર્ચ, સાધનસામગ્રીમાં એક વખતનું ઊંચું રોકાણ, ઉચ્ચ સંચાલન ખર્ચ, ધીમા ગેસનું ઉત્પાદન (12 થી 24 કલાક), ઉચ્ચ સ્થાપન આવશ્યકતાઓ અને લાંબી ચક્ર છે. સાધનસામગ્રી, ઇન્સ્ટોલેશન અને ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, 3500Nm3/h થી નીચેના ઉપકરણો માટે સમાન સ્પષ્ટીકરણો સાથે PSA સાધનોનું રોકાણ સ્કેલ ક્રાયોજેનિક એર સેપરેશન સાધનો કરતા 20% થી 50% ઓછું છે. ક્રાયોજેનિક નાઇટ્રોજન જનરેટર ઉપકરણ મોટા પાયે ઔદ્યોગિક નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે, પરંતુ મધ્યમ અને નાના પાયે નાઇટ્રોજન ઉત્પાદન બિનઆર્થિક છે.