Prozessablauf und Funktionen:
Die Luft wird zunächst komprimiert und gereinigt, bevor sie in die Tiefgefrierstufe gelangt. Durch einen mehrstufigen Kompressions- und Expansionskühlzyklus wird die Luft schrittweise abgekühlt und verflüssigt.
Dieser Prozess bietet eine stabile und effiziente Niedertemperaturumgebung für die anschließende Destillation und dient als Grundlage für den gesamten Trennprozess.
Nach dem Eintritt in den Destillationsturm wird die flüssige Luft durch den Temperaturgradienten innerhalb des Turms schrittweise getrennt, abhängig von den unterschiedlichen Siedepunkten ihrer Komponenten, wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon.
Nach der Destillation können hochreiner Sauerstoff, Stickstoff und Argon erzeugt werden, die Reinheiten von über 99,999 % erreichen und so den strengen Anforderungen von Industrien wie Elektronik, Medizin, Metallurgie, Chemieingenieurwesen und wissenschaftlicher Forschung gerecht werden.
Hauptkomponenten des Luftzerlegungsgeräts:
Das Luftzerlegungsgerät besteht aus mehreren Schlüsselsystemen, die jeweils sorgfältig entwickelt und optimiert wurden, um einen stabilen Betrieb und eine hohe Gasreinheit zu gewährleisten. Zu seinen Hauptbestandteilen gehören:
Das Luftkompressionssystem
Bestehend aus Lufteinlassfilter, Kompressor, Zwischenkühler und Schalldämpfer.
Dieses System komprimiert Luft auf den erforderlichen Druck und entfernt dabei zunächst Verunreinigungen, wodurch eine stabile Luftquelle für nachfolgende Vorkühlungs- und Reinigungsprozesse bereitgestellt wird.
Das Luftvor-Kühlsystem
Beinhaltet einen Wasserkühlturm-, einen Luftkühlturm-, eine Wasserpumpe und einen Kühler.
Es senkt die Drucklufttemperatur auf einen geeigneten Bereich und schafft so Bedingungen für das Molekularsieb-Reinigungssystem und die Tiefkühlung.
Das Molekularsieb-Reinigungssystem
Verwendet einen Molekularsieb-Adsorber und einen Stickstoff-Entlüftungsschalldämpfer.
Es entfernt vor allem Feuchtigkeit, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe aus der Luft und verhindert so, dass Verunreinigungen bei niedrigen Temperaturen gefrieren und Rohre verstopfen oder Geräte beschädigen.
Das Wärmeaustauschsystem
Bestehend aus Hauptwärmetauscher und Unterkühler.
Durch Nutzung des Energieaustauschs zwischen heißen und kalten Gasen wird die Luft weiter gekühlt und so die Gesamtenergieeffizienz verbessert. Das Destillationssystem umfasst Kerneinheiten wie Destillationstürme und Kondensatorverdampfer.
Durch den Destillationsprozess werden die Bestandteile der Luft aufgrund ihrer Siedepunktunterschiede schrittweise getrennt. An der Spitze des oberen Turms wird hoch-reiner Stickstoff erzeugt, am Boden des unteren Turms wird hoch-reiner Sauerstoff gewonnen und in der Mitte kann Argon extrahiert werden.
Das Produktabgabesystem ist mit einer Druckregelstation und einer Dosierstation ausgestattet.
Dadurch wird sichergestellt, dass Gasprodukte mit stabilem Druck und präziser Dosierung an die Verbraucher geliefert werden und sich so an verschiedene industrielle Anwendungsszenarien anpassen.
Das Flüssigkeitsspeicher- und Backup-System besteht aus Flüssigkeitsspeichertanks, Gasspeichertanks und Flüssigkeitsverdampfern.
Dieses System bietet Benutzern Reservekapazitäten und Notfallunterstützung und stellt so eine kontinuierliche Versorgung mit Gasprodukten bei Spitzenbedarf oder bei der Wartung der Ausrüstung sicher.
Reinigungsprinzipien von Luftzerlegungsanlagen
In Luftzerlegungsanlagen, die kryogene Destillation nutzen, muss die Luft Vorbehandlungsprozessen wie Filtration, Vorkühlung und Reinigung unterzogen werden, bevor sie zur Trennung in die Kühlbox gelangt. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, denn wenn Verunreinigungen in der Luft nicht entfernt werden, sind der stabile Betrieb und die Lebensdauer der Geräte in Umgebungen mit niedrigen{1}Temperaturen direkt gefährdet.
1. Die Bedeutung der Luftfiltration
Zufuhrluft enthält viel Staub. Wenn dieser Staub unbehandelt bleibt, kann er während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Luftkompressors zu Verschleiß, Korrosion und Ablagerungen an den Laufrädern und Schaufeln führen und so die Lebensdauer des Geräts verkürzen. Daher sind hocheffiziente Luftfilter unerlässlich, um Schwebeteilchen zu entfernen und eine anfängliche Luftreinheit sicherzustellen.
2. Die Notwendigkeit der Luftvorkühlung
Nach der Verdichtung durch den Turbinenverdichter kann die Lufttemperatur auf über 80 Grad ansteigen. Diese hohe Temperatur ist für die anschließende Molekularsiebadsorption und den Wärmeaustauschprozess nicht förderlich. Luftvorkühlsysteme (z. B. Wasserkühlung, Luftkühlung und Kühleinheiten) können die Temperatur wirksam senken, sodass die Luft beim Eintritt in die Luftzerlegungsanlage besser für die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen geeignet ist.
3. Molekularsieb-Reinigungssystem
Neben Staub enthält Luft auch Feuchtigkeit, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffe (wie Acetylen). Diese Verunreinigungen gefrieren leicht und lagern sich in Umgebungen mit niedrigen{1}Temperaturen ab, wodurch möglicherweise Luftwege blockiert oder Geräte beschädigt werden. Moderne Luftzerlegungsanlagen verwenden üblicherweise Molekularsieb-Reinigungssysteme, die Adsorption nutzen, um Feuchtigkeit und Kohlendioxid zu entfernen und so die Reinheit und Stabilität der in die Kühlbox eintretenden Luft sicherzustellen. Dieser Schritt verbessert nicht nur die Trenneffizienz, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Ausrüstung erheblich.
Luftfiltration, Vorkühlung und Reinigung sind wesentliche Schritte in Luftzerlegungsanlagen und bilden eine solide Grundlage für die anschließende kryogene Destillation.
Können Luftzerlegungsanlagen (ASUs) an unterschiedliche Gasanforderungen angepasst werden?
Ja. Unsere ASUs können die Leistungsverhältnisse an die Bedürfnisse der Kunden anpassen und sich beispielsweise auf die Produktion von hochreinem Sauerstoff, Stickstoff oder Argon konzentrieren. Wir entwerfen einen maßgeschneiderten Trennprozess und eine Gerätekonfiguration, die auf Ihre Branchenanwendung zugeschnitten ist (z. B. Stahlherstellung, Chemie, medizinische Gase oder Elektronikfertigung), um einen effizienten, stabilen und konformen Betrieb sicherzustellen.
Kann das Automatisierungs- und Steuerungssystem der ASU an meine Anforderungen angepasst werden?
Ja. Wir bieten fortschrittliche Automatisierungs- und Steuerungslösungen und können ein DCS/PLC-System konfigurieren, um den Produktionsprozess vollständig zu automatisieren. Das Steuerungssystem überwacht wichtige Parameter wie Temperatur, Druck, Reinheit und Durchfluss in Echtzeit, unterstützt Fernüberwachungs- und Alarmfunktionen und sorgt für einen sicheren und kontrollierbaren Betrieb.
Kann die ASU an die Standortbedingungen (z. B. Klima, Höhe oder Energiemix) angepasst werden?
Natürlich. Unser Ingenieurteam führt während der ersten Entwurfsphase eine umfassende Bewertung der Standortumgebung, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Höhe und Energiemix, durch und optimiert den Prozessablauf und die Gerätestruktur entsprechend. Beispielsweise passen wir in hochgelegenen Gebieten die Kompressor- und Wärmetauscherparameter an, um sicherzustellen, dass die Geräte in besonderen Umgebungen effizient arbeiten können.
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