Cua yog cov khoom siv raw khoom feem ntau cov neeg saib. Nws tuav 78% nitrogen, 21% oxygen, ntxiv rau argon, CO₂, thiab dej vapor. Sib cais cov khoom no tsis yog chemistry - nws yog siv cov thermodynamics. Cryogenic huab cua sib cais, cov thev naus laus zis tseem ceeb rau nruab nrab - mus rau - cov nroj tsuag loj thoob ntiaj teb, yog qhov tseem ceeb distillation tswj rau 0.1℃precision.
Cua Intake: Lim thiab Compression
Cov huab cua nyob ib puag ncig nkag los ntawm tus kheej - lim huv. Lub hom phiaj ntawm no tsis yog kev sib cais, tab sis kev tiv thaiv cov cuab yeej siv - cov khoom sib cais yuav ua rau siab - ceev compressor rotors thiab thaiv cov khoom ntim khoom.
Lim cua txav mus rau hauv ntau-theem centrifugal compressor, qhov siab nce mus txog 0.5-0.8 MPa (nyob ntawm tus txheej txheem tsim). Compression generates cua sov (nyob ib ncig ntawm 100-120 degree), yog li inter-theem coolers coj qhov kub thiab txias rov qab los ze rau ambient. Hla qhov no, thiab downstream molecular sieves yuav degrade los ntawm kub heev.
Lub ntsiab lus tseem ceeb: compression txo cov huab cua ntim thiab muab lub zog siab xav tau rau kev nthuav dav tub yees thiab distillation sib cais. Yog tsis muaj lub zog no, tag nrho lub voj voog cryogenic tsis tuaj yeem pib.
Purification: Tshem tawm cov impurities uas khov
Compressed thiab txias cua tseem muaj dej vapor, CO₂, thiab hydrocarbons. Nyob rau ntawm qhov kub thiab txias, cov no khov tawm thiab txhaws cov kab ke distillation packing los yog lub ntsiab cua kub exchanger channel. Thaum fouled, tsis kam spikes thiab distillation kev ua tau zoo collapses.
Cov nroj tsuag niaj hnub siv molecular sieve adsorption systems (feem ntau dual -txheej txaj: activated alumina + 13X molecular sieve). Ob lub adsorbers khiav sib hloov: ib qho adsorbs impurities ntawm 0.5-0.8 MPa thiab ambient kub, thaum lwm yam regenerates nrog 200℃pov tseg nitrogen.
Cov ntsiab lus tseem ceeb: CO₂ effluent qis dua 1 ppm, dej dew point hauv qab -65 degree. Qhov no yog qhov pib ua haujlwm rau kev ruaj khov distillation.
Cooling rau Liquefaction: Lub Cuab Yeej Loop
Purified cua nkag mus rau hauv lub ntsiab heat exchanger (feem ntau brazed aluminium phaj-fin type), txee- ntws tawm tsam rov qab cov khoom txias. Kub maj mam poob mus txog -170 degree, nce mus txog cov kab liquefaction.
Tab sis kev sib pauv cua sov ib leeg tsis tuaj yeem ncav cuag qhov ntsuas kub distillation (sab saum toj sab sauv ib ncig ntawm -196 degree, qis qis hauv qab ntawm -175℃). Cov tub yees los ntawm lub turbo-expander: cov cua kub siab los ntawm lub twj tso kua mis compressor, tom qab txias, ib nrab nkag mus rau lub expander rau adiabatic expansion-kub plunges mus rau -165 ~ -170℃thaum ua hauj lwm sab nraud.
Cov roj txias no nkag mus rau hauv kab sab saud, muab cov tub yees xav tau rau distillation. Tag nrho lub cev qhov txias txias yog qhov tiag -lub sij hawm sib tw ntawm cov khoom tso tawm thiab cov kab hluav taws xob sab hauv.
Cov kauj ruam tseem ceeb: Ob -Kem Distillation
Qhov no yog lub plawv ntawm chav sib cais huab cua. Kev lag luam tus qauv yog ib sab qis + sab qaum kev teeb tsa (peb kab yog argon rov qab suav nrog).
Qib qis: Kev sib cais ua ntej
Ib nrab liquefied cua nkag mus rau sab hauv qab. Cov kem muaj cov txheej txheem ntim khoom (piv txwv li, Mellapak lossis hlau-gauze hom). Cov kua dej ntws mus rau hauv qhov chaw ntim khoom; vapor nce siab los ntawm cov yeeb yaj kiab ua kua.
Leveraging lub boiling point sib txawv (ntawm tus qauv cua: oxygen -183.0 degree, nitrogen -195.8 degree):
- Nitrogen, ua ntau volatile, evaporates thiab nce, nws thiaj li condensing nyob rau sab saum toj mus rau hauv cov kua nitrogen ntshiab (purity mus txog 99.999% +);
- Oxygen, tsis tshua muaj volatile, condenses thiab ntws, sau rau hauv qab raws li oxygen - huab cua nplua nuj (~ 35-40% oxygen).
Reflux ntawm sab qis sab saum toj yog los ntawm cov condenser saum toj kawg nkaus -coj los ntawm cov pa oxygen los yog kua nitrogen los ntawm lub cev sab saud.
Sab saum toj: Sib cais zaum kawg
Oxygen- cov huab cua nplua nuj nyob hauv qab kem hauv qab yog throttled thiab nkag mus rau hauv kab sab sauv nruab nrab -section (raws li reflux). Ib feem ntawm cov kua nitrogen los ntawm sab qis sab saum toj kuj yog throttled mus rau sab sauv sab saum toj (raws li txias reflux).
Nyob rau hauv lub sab sauv kab, vapor thiab kua undergo kaum ntawm theoretical theem ntawm loj hloov mus rau:
- Nce vapor muaj oxygen ntxuav tawm; sab saum toj muab cov pa roj nitrogen ntshiab (Ntau dua lossis sib npaug rau 99.999%);
- Cov kua hauv qab yog cov pa oxygen (Ntau dua lossis sib npaug li 99.6%), vaporized hauv lub ntsiab condenser-reboiler (kub pauv nrog gaseous nitrogen los ntawm sab hauv qab sab saum toj) thiab tshem tawm raws li cov khoom siv oxygen.
Lub ntsiab condenser-reboiler yog lub zog txuas txuas txuas ntxiv- nws siv cov pa oxygen hauv qab los ua kom cov pa nitrogen, thaum cov kua oxygen nws tus kheej vaporizes los tsim cov pa tawm. Qhov kev tsim ua ke no ua rau txo qis kev xav tau cua txias sab nraud.
Kev xa khoom thiab kev cia khoom
Ntshiab nitrogen (sab sauv sab saum toj) thiab cov khoom oxygen (los ntawm lub ntsiab condenser los yog sab qaum hauv qab) dhau los ntawm lub ntsiab tshav kub exchanger kom re-sov rau ambient kub ua ntej tawm hauv chav tsev.
Cov neeg siv tuaj yeem xaiv:
- Cov khoom siv roj av: xa ncaj qha mus rau qhov kawg - siv cov ntsiab lus (cov khoom siv tshuaj lom neeg, tiv thaiv vuam, khoom noj khoom haus MAP);
- Cov khoom ua kua: ib nrab liquefied ntxiv rau hauv lub liquefier thiab khaws cia rau hauv cov kua tso kua mis cryogenic (ua hauj lwm siab 0.2–1.0 MPa, kub -183℃rau LOX, -196℃rau LIN), muaj nyob rau hauv tsheb thauj mus los los yog ncov-shaving.
Ib qho lus ceeb toom: cryogenic cia tsis yog "sau thiab tsis nco qab" - vaporization tsis tu ncua tshwm sim (txhua hnub boil- tawm li ntawm 0.3% ~ 0.8% nyob ntawm hom rwb thaiv tsev tank). Qhov loj ntawm lub tank kom zoo yuav tsum phim cov qauv kev noj qab haus huv.
Kev siv hluav taws xob: Dab tsi ua rau tus nqi ua haujlwm
Compressor fais fab tso nyiaj rau 70% ~ 80% ntawm tag nrho cov nqi khiav haujlwm. Yam khoom siv hluav taws xob siv hluav taws xob:
- Oxygen (gaseous, 0.2 MPa): ~ 0.35–0.45 kWh/Nm³
- Nitrogen (gaseous, 0.6 MPa): ~ 0.18–0.25 kWh/Nm³
Lub ntsiab lever yog distillation siab xaiv. Tsawg- lub voj voog siab (kem qis ntawm ~ 0.5-0.6 MPa) ua rau cov nroj tsuag loj-txawm hais tias kev sib cais ua haujlwm siab dua me ntsis, kev ua haujlwm compression poob qis, yielding qis zog tag nrho. Cov nroj tsuag me me siab -purity nitrogen tseem siv nruab nrab- lub voj voog siab (1.0–1.5 MPa) rau kev teeb tsa yooj yim ntawm tus nqi ntawm kev ua haujlwm.
Ob tug neeg tsav tsheb ncaj qha: expander isentropic efficiency (tam sim no 88% ~ 92% nyob rau hauv advanced units) thiab tshav kub exchanger mus kom ze qhov kub thiab txias (lub hom phiaj nyob rau hauv lub 1.5 degree)-ob qho tib si cuam tshuam qhov twg cov khoom siv tiag tiag av.
Tawm -Kev Tsim Qauv: Qhov tiag-Kev Sib Tw Ntiaj Teb
Feem ntau cov cua sib cais tsis tshua tau khiav ntawm lub npe ntawm qhov chaw tsim lub xyoo - puag ncig. Cov neeg siv hauv qab sib txawv coj- tawm tus nqi nrog kev hloov pauv, caij nyoog, thiab kev saib xyuas. Kev khiav tawm ntawm kev tsim yog nyob ntawm:
- Expander guide vane adjustment-varies tso zis tub yees;
- Cov khoom rho tawm tus nqi hloov pauv- ntsuas purity tiv thaiv cov khoom muag txias;
- Reflux ratio tuning-los ntawm cov kua nitrogen throttle li qub cuam tshuam rau sab saum toj kev ua haujlwm.
Qhov kev pheej hmoo ntawm kev tawm -kev tsim qauv: purity fluctuations thiab txias imbalance pub rau ib leeg. Kev siv tsis raug tuaj yeem ua rau "kev nyab xeeb nitrogen" lossis oxygen purity vau, nrog kev rov qab siv sijhawm ntau teev. Cov neeg ua haujlwm muaj peev xwm cia siab rau cov ntsuas hauv online (oxygen concentration, taug qab cov pa oxygen hauv nitrogen, taug qab cov dej noo) thiab DCS nrog nws pib -load- hloov ua haujlwm.
Rau cov neeg siv khoom siv roj, chav sib cais cua tsis yog ib qho ntawm cov tshuab. Nws yog ib tug nruj ua ke nrog thermodynamic system. Compression, purification, heat exchange, expansion, and distillation are linked in series -ib qho offset ntawm ib qho chaw propagates down the chain. Tias yog vim li cas cov kws tshaj lij engineers hais tias: "Kev ua haujlwm ntawm ASU zoo tsis yog hais txog kev nyeem cov haujlwm valve, tab sis nkag siab txog cov duab peb sab dynamic ntawm qhov kub, siab, thiab muaj pes tsawg leeg."
Shenger Gas tsom rau kev tsim qauv engineering thiab kev ua haujlwm kom zoo ntawm cov tshuab cua txias cua sib cais, hauv av hauv thaj tsam - ntsuas cov ntaub ntawv ntsuas kub. Cov kev tsis sib xws uas tau nthuav tawm ntawm no yog muab los ntawm cov phau ntawv qhia txog kev tsim vaj tsev thiab cov ntaub ntawv ua haujlwm, muab rau cov neeg siv sib tham thiab sib tham.
