La tecnología de la unidad de separación criogénica de aire se ha vuelto cada vez más madura, lo que se refleja principalmente en el hecho de que el proceso de separación criogénica de aire no ha sufrido cambios fundamentales desde que apareció el proceso de destilación total de argón hace casi 30 años. Con el desarrollo de la economía global, han llegado la crisis energética y la degradación ambiental. Para controlar el objetivo de aumento de la temperatura global establecido por el Acuerdo de París, la intensidad de las emisiones globales de CO2 debería reducirse en más del 30% para 2030. Las unidades de separación de aire son grandes consumidores de energía. Al calcular el consumo de energía de las empresas químicas de carbón típicas, el consumo de energía de las unidades de separación de aire puede representar ~40% del consumo total de energía de la planta. Reducir el consumo energético de las unidades de separación de aire se ha convertido en una necesidad urgente para el desarrollo social y económico sostenible, impulsando el desarrollo de las unidades de separación de aire hacia las siguientes características:
1) A gran escala. La compresión de la capacidad de la industria siderúrgica y el lanzamiento de proyectos químicos de carbón a gran escala han impulsado el desarrollo de las unidades de separación de aire hacia la gran escala. Al mismo tiempo, con la expansión de la escala de producción de oxígeno de las unidades de separación de aire, el consumo de energía de producción de oxígeno de la unidad se ha reducido significativamente. En términos de piezas y máquinas relacionadas, MAN Turbo, Siemens y Shenyang Blower han desarrollado y producido compresores de gran tamaño que cumplen con los requisitos de 100000-unidades de separación de aire niveladas; el desarrollo exitoso del empaque estructurado de alta eficiencia ha permitido que el tamaño del equipo de la torre de destilación que soporta grandes equipos de separación de aire cumpla con los requisitos de las condiciones de transporte; Los distintos tipos de unidades de separación de aire en funcionamiento real han proporcionado datos valiosos y el cálculo de los procesos de separación de aire se ha vuelto cada vez más preciso, de modo que el tamaño del dispositivo ya no se amplía innecesariamente.
2) El grado de automatización es cada vez mayor. Con el desarrollo y popularización de tecnologías como los sistemas de control distribuido (DCS) y las tecnologías de control avanzadas (APC), se ha vuelto cada vez más fácil mejorar la automatización de los procesos industriales. Mejorar la automatización del dispositivo y realizar un control automático de carga variable del dispositivo de separación de aire mejorará en gran medida la eficiencia operativa del dispositivo de separación de aire y reducirá efectivamente la tasa de falla del dispositivo.
3) Bajo consumo de energía. Se ha mejorado la eficiencia de la unidad compresora y se ha reducido continuamente el consumo de energía de la unidad compresora; el desarrollo exitoso de nuevos empaques estructurados ha mejorado continuamente la eficiencia de destilación de la torre de destilación; el desarrollo exitoso de nuevos adsorbentes de tamices moleculares puede extender efectivamente el ciclo de adsorción de los purificadores de tamices moleculares; el exitoso desarrollo de nuevos calentadores de vapor que ahorran energía; la eficiente estructura de enfriamiento principal reduce efectivamente la diferencia de temperatura de intercambio de calor del oxígeno y el nitrógeno en el enfriamiento principal.
4) Inversores. Esperan que los fondos invertidos se puedan recuperar lo antes posible y que los beneficios se puedan ver lo antes posible. Esto requiere que se explore al máximo el potencial económico del dispositivo en la selección y el diseño del proceso, y que se mejore la estabilidad operativa y la confiabilidad del dispositivo.
5) La tendencia de desarrollo de los equipos criogénicos está estrechamente relacionada con el diseño de procesos de separación de aire. La selección y cálculo de los procesos de separación de aire determinan la inversión, el consumo de energía operativa y la seguridad y estabilidad del dispositivo durante el funcionamiento desde la fuente. Si la selección del proceso es apropiada, si el cálculo del proceso es preciso y si la selección de parámetros es apropiada afecta directamente los parámetros de diseño, la eficiencia operativa y la estabilidad operativa de cada unidad (por ejemplo, si el compresor de aire tiene un rango operativo amplio y estable, si el volumen de líquido del expansor está dentro del rango permitido, si la eficiencia de la unidad es óptima y la selección de la diferencia de temperatura de la sección transversal del intercambiador de calor afecta su funcionamiento estable a largo plazo), el tamaño de cada unidad (como el diámetro y la altura de la torre de destilación, el área de intercambio de calor y el número del intercambiador de calor principal) y la selección de equipos unitarios relacionados (como el refuerzo Si se agrega un impulsor de primera etapa), lo que a su vez afecta la inversión de el dispositivo; la mejora de la automatización requiere el cálculo del proceso para proporcionar parámetros relevantes (como la concentración media) para la selección de diversos equipos de instrumentos, y la realización de la tecnología de carga variable automática requiere el cálculo del proceso para proporcionar indicadores de control en diferentes condiciones de trabajo (como el flujo logístico, temperatura, presión, etc.); La organización de cada ruta de flujo de material de la torre de destilación implica, por un lado, la conveniencia de operación y la seguridad del sistema de destilación, y el diseño razonable de la organización de la ruta de flujo puede mejorar la eficiencia de destilación de la torre (mejorando así la extracción). velocidad del dispositivo) y reducir la altura operativa de la torre por otro lado;
El diseño del proceso de separación de aire promueve el desarrollo continuo de la tecnología de equipos criogénicos y es el alma del sistema de separación de aire. La diversificación de la demanda de productos de separación de aire conduce a grandes diferencias en la configuración de los dispositivos de separación de aire y a las formas siempre cambiantes de los procesos de separación de aire. Las formas de proceso diversificadas hacen que el trabajo de selección de procesos sea inevitable. Resumir las características básicas, los tipos básicos y los principios rectores de la selección del proceso de separación de aire será de gran importancia para lograr un funcionamiento seguro, estable y confiable de las unidades de separación de aire, satisfacer demandas diversificadas de productos, satisfacer diferentes necesidades de los usuarios y resolver las inquietudes de los usuarios, ahorrando tiempo, mano de obra y costos de materiales invertidos por los integradores de sistemas en la determinación de procesos, la reducción de costos para los fabricantes de equipos y componentes y la mejora de la eficiencia del trabajo, el aumento de la rentabilidad para los inversores y la obtención de mayores beneficios económicos para los inversores, e incluso la mejora de la competitividad de todas las partes interesadas en las unidades de separación de aire. .
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