Analyse von Argon, extrahiert aus einer großen kryogenen Luftrenneinheit

Gegenwärtig wird Argon hauptsächlich durch eine tiefe Lufttrennung von Luft erhalten. Ob eine groß angelegte, tief kalte Luftseparationseinheit mit einem Argon-System ausgestattet ist, hängt mit dem Investition und dem Energieverbrauch der Einheit zusammen. Für eine neu erstellte Einheit sollte die Konfiguration eines Argon -Systems auf der Argon -Marktsituation in dem Bereich basieren, in dem sich die Einheit befindet, kombiniert mit dem Investitions- und Energieverbrauchsniveau der Einheit und dann ein für das Projekt geeignetes Konfigurationsschema ausgewählt. Nur auf diese Weise kann die Rolle einer Luftrenneinheit vollständig genutzt werden, und dann kann die Produktstruktur der Fabrik optimiert werden, um die besten Vorteile zu erzielen.
Schlüsselwörter: Argon -System; Markt; Energieverbrauch; Nutzen

Inhaltsmenü

1. Einführung
2. Einführung in eine große Luftrenneinheit
3. Prozessfluss und Eigenschaften der Argonproduktion
4. Forschung und Analyse des Argonmarktes in einem bestimmten Gebiet
5. Risiko- und Energieeffizienzanalyse der Argonproduktion
6. Schlussfolgerung
7. Vorschläge

1. Einführung
Seltene Gase beziehen sich hauptsächlich auf Gase mit geringem Gehalt in der Atmosphäre, einschließlich Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon usw., unter denen Argon den höchsten Inhalt hat und ungefähr {0. 932%berücksichtigt. Argon ist ein seltenes Gas, das in der Industrie weit verbreitet ist. Es ist sehr inaktiv und brennt weder verbrannt noch unterstützt die Verbrennung. Argon wird hauptsächlich in Herstellung, Elektronik, Metallschmelzen und anderen Branchen eingesetzt. Wenn zum Beispiel Aluminium, Magnesium, Kupfer und seine Legierungen und Edelstahl schweißen, wird Argon häufig als schweißendes Abschirmgas verwendet, um zu verhindern, dass die geschweißten Teile durch Luft oxidiert oder nitriert werden. In der tatsächlichen industriellen Produktion hängt die Einstellung des Argon -Systems mit der Produktstruktur, der Investition und dem Energieverbrauch des Geräts zusammen.

2. Einführung in eine große Luftrenneinheit
Ein großes Kohlemchemikalerprojekt in einer bestimmten Region plant, eine Luftrenneinheit mit einer Sauerstoffproduktionskapazität von 50 zu bauen, 000 nm3/h. Die Einheit plant, die Adsorptionsreinigung des normalen Temperaturmolekularsiebs, die Luftdrucke, das Sauerstoff- und das interne Komprimierungsprozess des Stickstoffprodukts, der reguläre Packturm und die vollständige Destillation -Argonproduktionsprozess sowie den Motorantrieb der Luftkompressoreinheit zu verwenden.
3. Prozessfluss und Eigenschaften der Argonproduktion
Die Methode, die üblicherweise zur Herstellung von Argon verwendet wird, ist die Argonproduktion der Destillation, die die Vorteile von einfachem Prozess, bequemer Betrieb, Sicherheit, Stabilität und hoher Argon -Extraktionsrate hat. Die volle Destillation Argon-Produktion besteht darin, den argonreichen Bruch aus dem mittleren und unteren Teilen des oberen Turms zu nehmen und in das Argon-Destillationssystem einzutreten, separate Sauerstoff und Argon im Rohargon-Turm zu trennen und direkt rohes Argon mit einem Sauerstoffgehalt von zu erhalten<1.5 × 10-6. Then, separate argon and nitrogen in the refined argon tower to obtain a high-purity argon product with a purity of 99.999% (argon content).
4. Forschung und Analyse des Argonmarktes in einer bestimmten Region
Laut der Umfrage gibt es 9 Luftseparationseinheiten mit einer Skala von mehr als 6 000 Nm3/h im Betrieb, im Konstruktion, und in einer bestimmten Region geplant, wie in Tabelle 1 gezeigt. Unter ihnen gibt es 6 Einheiten, die in die Produktion gebracht wurden, und produzieren Argon mit einer Gesamtkapazität von 5860 nm3/h (nach dem entworfenen Kapazität). Aufgrund der Tatsache, dass das Argon -System einiger Projekte nicht verwendet wurde oder die Ausgabe niedrig ist, beträgt der tatsächliche Ausgang etwa 63.000 t/a. Im Allgemeinen ist die Argonproduktionskapazität in dieser Region relativ gering.

Es wird davon ausgegangen, dass die Einheitentransportkosten des flüssigen Argons {{0}}. 8 bis 1.0 yuan/(t · km) sind. Der Preisunterschied zwischen den Märkten innerhalb von 200 km beträgt theoretisch etwa 160 Yuan/t; In ähnlicher Weise liegt der Preisunterschied zwischen zwei Märkten 500 km von 400 Yuan/t und die Märkte sind verbunden. Es wird davon ausgegangen, dass der Marktpreis von Argon in dieser Region 800 bis 1900 Yuan/T beträgt (berechnet basierend auf dem jährlichen Durchschnittspreis von 1000 Yuan).
Für 5 0, {000- -Lufttrennung ist Argon ein Nebenprodukt. Theoretisch besteht der Energieverbrauch hauptsächlich aus Trennungsarbeiten und Verflüssigungsarbeiten (die Kompressionsarbeiten sind alle auf Sauerstoff und Stickstoff verteilt). Es ist bekannt, dass die theoretische minimale Verflüssigungsarbeit von Argon 0. 2391 kW · h/nm3 (berechnet bei 0. Die Trennarbeiten werden gemäß der Formel berechnet: W=RT (NO2LN + NN2LN + NAR LN) In der Formel ist R die universelle Gaskonstante; T ist die Umgebungstemperatur; NO2, NN2, NAR sind die Mengen an Sauerstoff-, Stickstoff- und Argon -Substanzen; PO2, PN2, PAR sind der Teildruck von Sauerstoff-, Stickstoff- und Argon -Komponenten; P ist der Gesamtdruck.
Durch die Berechnung kann ermittelt werden, dass die theoretische Mindestabstandsarbeit von 1 nm3 Luft ungefähr 0. 017 44 kw · h/nm3 (berechnet als 0.=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. Zusammenfassend betragen die Produktionskosten von Argon etwa 316 kW · h/t oder 139 Yuan/t.
Um Kunden innerhalb von 200 und 500 km zuzüglich Transportkosten zu decken, betragen die Gesamtkosten etwa 299 bzw. 539 Yuan/t, was immer noch bestimmte Kostenvorteile hat.
Der Transportradius dieses Gebiets aus der Industriezone des Provinzkapitals beträgt nur 100 km. Mit der Planung der "starken Kapital" -Delebungsstrategie der Provinz der Provinz wird die Produktionsindustrie, insbesondere die Elektronik- und Photovoltaikindustrie, wichtige Entwicklungsmöglichkeiten einleiten, und die Marktnachfrage nach Argon wird ebenfalls entsprechend zunehmen.

5. Risiko- und Energieeffizienzanalyse der Argonproduktion
Für die Produktion von Argon ist der aktuelle Argonproduktionsprozess für die vollständige Destillation technisch ausgereift und zuverlässig und erhöht das Sicherheitsrisiko des Geräts nicht. Die Konfiguration des Argon-Systems erhöht auch die Sauerstoffextraktionsrate und hat einen signifikanten energiesparenden Effekt. Für 50, 000- -Pegel der Luftabteilung, beträgt das Argon -Extraktionsvolumen ca. 1500 nm3/h (Argon -Extraktionsrate beträgt 70%). Ein Vergleich wird in Bezug auf Energieverbrauch, Investitionen und Einkommen durchgeführt, wie in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2 Vergleich von Schemata zur Konfiguration des Argon -Systems

Da mehr als 90% des Energieverbrauchs der Luftrenneinheit vom Luftkompressor und dem Booster erzeugt werden, berechnen wir die Reduzierung des Energieverbrauchs durch Konfiguration des Argon -Systems. Je schneller die Futterrate, desto schneller sinkt die Temperatur am Boden des Tanks und desto größer ist die Temperaturdifferenz zwischen den inneren und der Außenwänden, wodurch die innere Wand des Tanks eine größere Zugspannung trägt. Unter der Überlagerung mehrerer Belastungen ist der lokale hohe Stress verschlimmert. Diese lokale hohe Belastung bietet günstige Bedingungen für die Bildung und Ausdehnung von Rissen. In der geraden Kante des Kopfes, wo die Low-Temperatur-Zähigkeit am schwächsten ist, bilden die Oberflächenkörner in der Nähe der wärmegerätten Zone der Schweißbauer intergranuläre Risse. Unter der Wirkung lokaler hoher Spannung erweitern sich die Risse weiter entlang des Getreides oder der transgranulären Spaltung und durchdringen und führen schließlich durch und führen dazu, dass der Tank scheitert.
6. Vorschläge
1. Das Versagen des kryogenen Panzerkopfes ist ein durch die Spannung im Tank verursachter Sprüche mit niedriger Temperatur. Der Riss stammt aus der inneren Oberfläche des geraden Kantenabschnitts des Kopfes außerhalb der hitzebürbigen Zone der Umfangsschweißnaht. Die Risse im Rissquellenbereich und die innere Oberfläche sind hauptsächlich intergranulare Risse, und der Verlängerungsbereich ist intergranulär und transgranuläre Spaltungsrisse.
2. Während des Formungsprozesses des geraden Kantenabschnitts des Kopfes trat eine Verformungs-induzierte martensitische Phasentransformation auf, was zu einer großen Verformungsverhärtung führte, was die niedrige Temperaturzähigkeit des Materials signifikant verschlechterte, und die große Restspannung war die Hauptursache der geringen Temperatur-Risse im kryogenen Tankkopf.
3. Die übermäßige Verformung der Stehungsverstärkung des kryogenen Tanks erhöht die Verhärtung des Materials und macht das Material spröde und verursacht gleichzeitig einen großen Restspannung, der die Erzeugung von Rissen beschleunigt.
4. Die durch die intermittierende Füllung von Flüssigstickstoff während der Verwendung des Tanks erzeugte Temperaturdifferenzspannung beschleunigt auch die Spannungskonzentration und die Rissverlängerung.
7. Schlussfolgerung
1. Die durch Kältedeformation des austenitischen Edelstahls verursachte martensitphasenveränderung, die durch die kalte Verformung des austenitischen Stahls in Bezug auf die plastische Verformungstemperatur, die Verformungsmenge und die Deformationsrate zusammenhängt. Es wird empfohlen, eine warme Form für die Kopfformung zu verwenden, um die Erzeugung von Verformungsmartensit- und Materialverformungshärten durch Erkältungsdeformation zu verringern. Nachdem der Kopf gebildet wurde, kann der äquivalente Ferritgehalt durch magnetische Erkennungsmethode erkannt werden. Der äquivalente Ferritgehalt sollte im Allgemeinen unter 15%gesteuert werden. Für den Kopf, dessen äquivalenter Ferrit des Geradenabschnitts die Anforderung überschreitet, kann die Behandlungsmethode für feste Lösungen verwendet werden, um sie zu retten, damit die Plastizität und Zähigkeit des Materials teilweise wiederhergestellt oder verbessert werden kann.

2. Wenn die Dehnung des Lagertanks verstärkt, sollte die Verformungsmenge streng kontrolliert werden, und die Temperatur- und Verformungsrate der unter Druck stehenden Flüssigkeit sollte kontrolliert werden, um eine Hochgeschwindigkeitsdeformation bei niedriger Temperatur zu vermeiden, die Erzeugung von Deformations-Martensit effektiv zu verringern und die Verformungsreste zu verringern.

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