I. Taw qhia rau chav sib cais cua
Lub li-hu ua chav sib cais huab cua, hauv cov ntsiab lus yooj yim, yog ib qho cuab yeej uas cais cov roj tseem ceeb hauv huab cua. Nws ua kom cov huab cua txias heev rau cov kua hauv lub xeev thiab siv cov ntsiab lus kub sib txawv ntawm cov khoom ntawm cov kua cua kom maj mam cais cov pa oxygen, nitrogen thiab argon. Cov huab cua kuj tseem muaj cov pa roj tsawg xws li helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, thiab cov impurities xws li ya raws, carbon dioxide, thiab plua plav, txhua yam yuav tsum tau muab cais thiab huv. Rau feem ntau cov chaw tsim khoom, lub luag haujlwm tseem ceeb ntawm chav sib cais huab cua yog cais thiab tsim cov pa huv si, nitrogen, argon, thiab lwm yam.
(I) Lub ntsiab lus taw qhia
Lub ntsiab ntawm cov huab cua yog nitrogen, oxygen thiab argon, yog li lub hom phiaj tseem ceeb ntawm kev sib cais yog kom tau txais peb cov pa roj ntshiab.
Lub ntsiab impurities hauv huab cua yog noo noo, carbon dioxide thiab hydrocarbons.
Kev sib cais ntawm huab cua yog tshem tawm cov teeb meem impurities hauv huab cua thiab cais cov roj sib xyaw ua "ntshiab" gases xws li nitrogen, oxygen thiab argon.
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib cais huab cua yog tias nitrogen, oxygen thiab argon nyob rau hauv cov huab cua muaj cov ntsiab lus npuas sib txawv (cov ntsiab lus dew, boiling point) thiab cais los ntawm distillation. Lawv cov ntsiab lus kub yog: N₂: -195.8 degree; O₂: -183.0 degree; Kub: -185.7 degree.
Cov txheej txheem Distillation: Ntawm lub phaj distillation, cov saturated chav nrog kub siab dua thiab cov kua saturated nrog qis kub yog nyob rau hauv tag nrho kev sib cuag. Lub saturated chav tso cua sov rau cov kua saturated thiab ib nrab condenses nws tus kheej; cov kua saturated absorbs tshav kub thiab ib nrab evaporates. Oxygen yog qhov siab -boiling- cov ntsiab lus thiab condenses ntau rau hauv cov kua theem; nitrogen yog qhov qis -boiling- cov ntsiab lus ntawm cov ntsiab lus thiab evaporates ntau dua rau hauv cov roj theem.
II.Introduction to the process flow
Cov txheej txheem tam sim no ntws ntawm huab cua sib cais yog kwv yees li hauv qab no: huab cua yog thawj zaug los ntawm compression system, tom qab ntawd nkag mus rau hauv lub pre- cua txias rau qhov ua ntej txias, tom qab ntawd nkag mus rau hauv lub tshuab lim dej kom tshem tawm qee qhov impurities xws li ya raws thiab carbon dioxide, thiab tom qab ntawd txias dua los ntawm kev sib pauv cua sov, thiab tom qab ntawd nkag mus rau hauv qhov system distillation (feem ntau yog lub thawv txias, nrog rau cov thawv txias, thiab lwm yam. cua txias, cov twj tso kua mis thiab lwm yam khoom siv, thiab cov txheej txheem distillation tiav hauv qhov system no), thiab thaum kawg nkag mus rau cov txheej txheem thaub qab xws li cov khoom lag luam gasification, compression, thiab cia.
III. Taw qhia rau lub tshuab cua cais chav tsev (lossis khoom siv)
(I) Compression system
Muaj lub tshuab lim cua thaum pib ntawm lub tshuab cua compression, uas yog siv los lim cov neeg kho tshuab impurities hauv huab cua. Feem ntau muaj tus kheej - ntxuav cov lim cua; Lub hom phiaj ntawm compression yog ua ntej - compression huab cua, thiab cov khoom siv feem ntau suav nrog chav turbines, cua compressors, superchargers, thiab lwm yam.
Tus kheej- ntxuav lim: Feem ntau, raws li cov roj ntim nce, cov lim cartridges nce, thiab cov txheej txheem kuj ntau dua. Ob - txheej rau 25,000 qib thiab siab dua, thiab peb - txheej rau 60,000 qib thiab siab dua; ib tug compressor yuav tsum tau nruab nrog ib tug cais lim, thiab nws yog teem rau upwind.
Chav turbine: Lub siab - lub zog siab nthuav dav los ua haujlwm, tsav lub coaxial impeller tig, yog li ua tiav kev ua haujlwm ntawm cov kua dej ua haujlwm. Cov ntaub ntawv muaj xws li tag nrho cov condensation, tag nrho rov qab siab thiab extraction condensation, thiab feem ntau siv yog extraction condensation.
Cua compressor: Cov cua sib cais loj feem ntau siv ib zaug -shaft isothermal centrifugal compressors. Kev siv hluav taws xob ntawm cov khoom tuaj txawv teb chaws yog kwv yees li 2% qis dua li ntawm cov khoom siv hauv tsev, thiab kev nqis peev yog 80% siab dua; lub qhov hluav taws xob yog vented, thiab tsis muaj xa rov qab pipeline. Muaj qhov tsawg kawg nkaus nqus dej tiv thaiv -surge yuav tsum tau, thiab inlet qhia vane yog siv rau kev khiav dej num. Imported thiab domestic units yog tag nrho plaub-theem compression thiab peb-theem txias (theem kawg tsis txias). Lub ntsiab cua compressor yog nruab nrog lub tshuab ntxuav dej los ntxuav cov deposits ntawm qhov chaw ntawm lub impeller thiab volute ntawm txhua qib, uas yog ib tug ua tiav txheej nrog lub ntsiab cav.
Booster: Cov cua sib cais loj feem ntau siv ib zaug -shaft isothermal centrifugal compressors thiab iav centrifugal compressors. Ntawm lawv, hom iav muaj qhov zoo dua hauv kev siv lub zog, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov xwm txheej nrog lub siab loj.
(II) Precooling system
Lub luag haujlwm ntawm lub precooling system yog ua ntej txias cua kom cov dej, carbon dioxide, plua plav thiab lwm yam impurities nyob rau hauv compressed cua yuav huv si nyob rau hauv lub kauj ruam tom ntej. Cov cuab yeej tseem ceeb suav nrog cua txias ntauwd, dej txias ntauwd, dej txias thiab dej txias twj tso kua mis, thiab lwm yam.
Huab cua txias ntauwd: Muaj ob hom: kaw kev ncig (cov cua txias ntauwd tau muab faib ua ob ntu, sab sauv thiab sab qis, thiab cov dej txias txias ncig nruab nrab ntawm sab sauv ntawm cov cua txias ntauwd thiab cov dej txias ntauwd) thiab qhib kev ncig (rau hauv cov dej ntws). Kaw ncig yog tsuas yog siv nyob rau hauv tshuaj nroj tsuag uas tsis zoo dej tsis zoo, uas yuav tsum tau ntxiv nrog dej tshiab thiab tshuaj; qhib kev ncig yog dav siv, tab sis lub circulating dej system kuj yuav tsum tau tsis tu ncua ntxiv nrog dej tshiab, thiab lub caij ntuj sov ua hauj lwm tej yam kev mob yuav tsum tau xav txog. Nws tsim yog feem ntau 1 meter φ76 stainless hlau pob nplhaib (siab kub tsis kam) nyob rau hauv qab, 3 meters φ76 reinforced polypropylene pob nplhaib (loj flux), thiab 4 meters φ50 reinforced polypropylene pob nplhaib.
Dej txias ntauwd: Muaj ob hom: ob-theem hom (thaum tsis muaj lwm qhov chaw txias txias, lub peev xwm txias ntawm cov av qias neeg nitrogen tau zoo tag nrho los xyuas kom meej lub pre- txias system, tab sis qhov tsis kam yog ob zaug loj, 7 meters + 7 meters φ50 polypropylene pob nplhaib) thiab ib qho -stage polypropylene qhov chaw txias (w; pob nplhaib).
Lwm tus: Feem ntau, tag nrho cov dej inlets nyob rau hauv lub pre{0}}cooling system yuav tsum tau nruab nrog lim (feem ntau 6 units: 4 lub twj tso kua mis, dej inlet mus rau cov dej txias ntauwd, thiab dej inlet mus rau sab evaporation ntawm lub chiller) kom tsis txhob impurities nkag mus rau hauv lub system. Qhov kev ntsuam xyuas cov nyhuv yog: qhov hluav taws xob qhov hluav taws xob ntawm qhov qis 4-meter packing seem yog 1℃qis dua cov dej nkag; lub qhov hluav taws xob roj ntawm sab sauv 8-meter packing seem yog 1℃siab dua cov dej. Feem ntau, tus pas ntsuas kub yog teem rau nruab nrab ntawm cov cua txias ntauwd (txuas ntxiv mus rau sab hauv).
(III) Purification system
Kev ua haujlwm ntawm lub tshuab lim dej yog tshem tawm cov impurities xws li ya raws, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen thiab hydrocarbons hauv huab cua kom ntseeg tau tias purity ntawm nitrogen, oxygen thiab argon hauv huab cua khoom. Cov adsorbers siv yog ntsug axial ntws, kab rov tav ob -txheej txaj thiab ntsug radial ntws.
Vertical axial flow: feem ntau yog siv rau cov khoom sib cais huab cua hauv qab 10,000 qib (inch tau mus txog 4.6m), txaj thickness 1550∽2300mm, ob npaug - txheej lossis ib txheej - txheej tuaj yeem npaj, thiab huab cua ntws tawm yog qhov zoo tshaj plaws.
Kab rov tav ob - txheej txaj: feem ntau yog siv rau qhov loj thiab nruab nrab - cov khoom siv cua sib cais, txaj thickness 1150mm (molecular sieve) + 350mm (aluminium gel).
Vertical radial flow: tuaj yeem siv qhov chaw sab hauv ntawm lub thawv kom zoo, kom thaj tsam ntawm cov txheej txheem adsorption nrog tib txoj kab uas hla tau nthuav dav li ntawm 1.5 npaug, txo qhov siab ntawm tus pej thuam, thiab txoj kev tso chaw ntsug nyob hauv thaj chaw me me. Vim tias cov cua ntws sib npaug sib npaug, tsis zoo li cov cua tsis sib xws ntawm kab rov tav adsorber, tus nqi ntawm molecular sieve raug txo los ntawm 20%, thiab kev siv hluav taws xob rov ua dua kuj tau txais kev cawmdim los ntawm 20%. Txawm li cas los xij, qhov tsis zoo yog qhov chaw airflow yog concentrated (kiv cua- cheeb tsam), thiab lub sij hawm nkag mus sai dua li hom kab rov tav (CO₂＜0.5ppm yuav tsum tau). Lub txaj tuab yog 1000mm+200mm, uas tuaj yeem ua tau raws li qhov kev teeb tsa ntawm cov cuab yeej sib cais huab cua siab tshaj 20,000 qib.
IVHeat exchange system
Lub hom phiaj ntawm kev sib pauv cua sov yog ua kom cua txias ntxiv rau kev ua haujlwm distillation tom ntej. Lub hauv paus ntawm lub zog txias yog evaporation ntawm ib feem ntawm cov huab cua los ntawm lub turbine expander. Nws cov qauv yog ntau- txheej phaj-fin hom. Cov logistics nruab nrab ntawm cov kab uas nyob ib sab yog zoo sib hloov los ntawm cov fins. Nws yog siv los ua kom txias compressed cua uas tau adsorbed los ntawm molecular sieves kom tshem tawm dej thiab CO₂. Txhua reflux gas (kua) yog rhuab rau chav tsev kub ntawm no.
Kev hais lus nruj me ntsis, kev tsim qauv ntawm ntau cov kwj ntawm cov xov xwm sib xyaw hauv tib lub tshuab hluav taws xob tuaj yeem tuaj yeem sib npaug cov cua sov hloov ntawm txhua qhov nruab nrab thiab txo qis kev siv hluav taws xob. Txawm li cas los xij, rau cov txheej txheem compression sab hauv, tag nrho cov khoom siv hluav taws xob sib txawv yuav siab - cov khoom siv hluav taws xob siab, uas yuav ua rau muaj peev xwm nce ntxiv. Yog li ntawd, nws yog qhov yooj yim dua los cais qhov siab thiab tsis tshua muaj siab rau sab hauv compression heat exchangers saum 20,000 qib, thiab tag nrho cov siab -pressure heat exchangers raug teeb tsa hauv qab 20,000 qib.
V Fractionation system
Lub hom phiaj ntawm lub fractionation system yog fractionate lub purified thiab sib sib zog nqus cua compressed cua mus rau hauv oxygen, nitrogen, argon, thiab lwm yam step by step. Cov khoom tseem ceeb yog lub thawv txias (xws li lub ntsiab pej thuam, lub ntsiab txias txias, subcooler, crude argon ntauwd, kua oxygen twj tso kua mis, kua twj tso kua mis, thiab lwm yam).
Lub thawv txias: Nws yog ib lub square lossis round hlau qauv, uas yog lub cim siab tshaj plaws ntawm kev sib cais ntawm huab cua. Nws yog ntim nrog pearl xuab zeb kom txo tau qhov txias txias. Cov huab cua sib cais hauv lub thawv txias los ntawm cov nyhuv distillation ntawm cov phaj ntauwd thiab cov ntim khoom.
Distillation ntauwd: Lub ntauwd lub cev yog cylindrical, nrog ntau txheej ntawm sieve daim hlau nyob rau hauv lub sab sauv, ib tug thoob thoob yog teem rau ntawm lub sieve phaj, ib tug overflow baffle, thiab densely them nrog me me qhov; lub sab saum toj ntauwd yog nruab nrog ib txwm ntim thiab kua distributor. Thaum lub sij hawm distillation nyob rau hauv qis ntauwd, cov kua ntws los ntawm txhua lub sieve phaj los ntawm sab saum toj mus rau hauv qab ib tug los ntawm ib tug. Vim cov nyhuv ntawm cov dej ntws ntws, ib qho kua theem siab yog tsim rau ntawm lub pedal. Thaum cov pa roj dhau los ntawm qhov me me ntawm lub sieve phaj los ntawm hauv qab mus rau sab saum toj, nws tiv tauj cov kua los ua npuas, ua rau cov pa roj ntau ntxiv -kua thaj chaw sib cuag, ua rau cov cua sov thiab huab cua sib txawv. Qhov qis- cov ntsiab lus boiling yog maj mam evaporate, thiab lub siab - boiling point Cheebtsam maj liquefy. Nyob rau sab saum toj ntawm tus pej thuam, cov nitrogen ntshiab uas muaj qhov kub tsis tshua muaj qhov kub thiab txias, thiab hauv qab ntawm cov pej thuam tau txais cov pa oxygen- cov huab cua nplua nuj nrog cov ntsiab lus kub kub. Thaum lub sij hawm distillation nyob rau hauv lub sab sauv pej thuam, cov pa roj kis tau los ntawm distributor thiab nce raws lub packing phaj. Cov kua yog sib npaug sib npaug ntawm cov phaj ntim los ntawm sab saum toj mus rau hauv qab los ntawm cov dej distributor. Nyob rau saum npoo ntawm cov khoom ntim, cov roj thiab cov kua yog tag nrho nyob rau hauv kev sib cuag rau cov cua sov thiab huab hwm coj sib pauv. Qhov qis-boiling point oxygen cov ntsiab lus nyob rau hauv cov pa roj nce ntxiv, thiab qhov siab - cov ntsiab lus kub ntawm cov pa oxygen raug ntxuav kom ntau los ua kua reflux, thiab thaum kawg qis - boiling point ntshiab nitrogen yog tau nyob rau sab saum toj ntawm lub pej thuam, thiab siab - boiling point kua oxygen nyob rau hauv qab ntawm lub pej thuam.
VI Cia thiab vaporization backup system
Khaws, vaporize thiab sau cov fractionated kua oxygen, kua nitrogen thiab kua argon. Cov cuab yeej tseem ceeb suav nrog cov kua dej cryogenic cia tank, vaporizer, lub raj mis filling twj, filling platform, thiab lwm yam.
Tsawg- cov khoom siv oxygen thiab nitrogen: teeb tsa cov khoom tswj valve thiab venting flow path, vent mus rau hauv lub twj tso kua mis (nitrogen sab hauv qhov chaw yog carbon hlau, oxygen sab hauv qhov chaw yog stainless hlau).
Dirty nitrogen: teem rau qhov cua txias rau cov dej txias ntauwd (kom tso pa tawm qias neeg nitrogen, faib cov roj regenerated thiab kho lub siab ntauwd). Txoj kab uas hla ntawm cov dej txias ntauwd yuav tsum tau ua kom tau raws li qhov yuav tsum tau tso tawm. Tshwj xeeb tshaj yog thaum pom nitrogen, lub siab siab siab siab tsis tuaj yeem tsa. Cov dej txias ntauwd tiv thaiv yog 6kPa (8-meter siab ntim), cov kav dej thiab lub valve yog 4kPa, thiab qhov sib txawv ntawm qhov cua yog 2kPa, tag nrho ntawm 12kPa.
High-cov khoom siv oxygen siab: ob-theem throttling yog siv rau qhov cua. Ua ntej, lub siab - cov khoom siv roj siab yog throttled mus rau 10barG, dhau los ntawm ib qho eccentric reducer, lub phaj txo suab nrov monel yog teem rau hauv nruab nrab, thiab tom qab ntawd lub raj xa dej tau nthuav dav los ntawm eccentric reducer. Cov pa nruab nrab ntawm cov pa oxygen yog tswj tau qis dua 10m / s, thiab tom qab ntawd nws tau throttled thiab tso rau hauv lub muffler ntauwd. Cov khoom siv muffler yog stainless hlau.
Siab - cov khoom siv nitrogen siab: Cov khoom siv nitrogen yog thawj zaug throttled mus rau 10bar, dhau los ntawm cov hlau tsis muaj suab nrov txo cov phaj, thiab tom qab ntawd dhau mus rau hauv lub muffler ntauwd rau throttling thiab venting. Cov khoom siv muffler yog carbon steel.
Oxygen valve: Nws yuav tsum tsis txhob ua manually (tus tswj lub valve yog txwv tsis pub muaj lub tes tuav, thiab phau ntawv valve tau muab tso rau hauv qhov tawg- pov thawj phab ntsa).
