Cyflwyniad
Mae uned gwahanu aer yn offer ategol pwysig mewn cynhyrchu diwydiannol modern. Ei brif swyddogaeth yw gwahanu nitrogen, ocsigen a chydrannau eraill yn yr awyr a'u troi'n ffurfiau nwyol neu hylif purdeb uchel. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn diwydiant cemegol, meteleg, biofferyllol a meysydd eraill. Gyda datblygiad cyflym technoleg ddiwydiannol, mae cwmpas cymhwysiad yr uned gwahanu aer yn ehangu'n gyson, ac mae'r dewis o lif prosesau wedi dod yn fater pwysig sy'n wynebu mentrau cemegol. Nod y papur hwn yw archwilio manteision ac anfanteision gwahanol ddulliau gwahanu aer, a rhoi sail wyddonol i fentrau ar gyfer dewis llif prosesau yn seiliedig ar anghenion gwirioneddol.
Pwysigrwydd llif proses yr uned gwahanu aer
Mewn cynhyrchu cemegol, mae ocsigen purdeb uchel a nitrogen yn ddeunyddiau crai proses allweddol. Er enghraifft, mae nitrogen yn aml yn cael ei ddefnyddio fel nwy amddiffynnol, nwy amnewid a nwy diogelwch, ac mae ei burdeb yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd cynhyrchu ac ansawdd y cynnyrch. Fodd bynnag, mae llif proses dyfeisiau gwahanu aer yn amrywiol, ac mae sut i ddewis yr ateb gorau wedi dod yn broblem fawr i fentrau.
Wrth ddewis llif proses, mae angen i fentrau ystyried y ffactorau canlynol yn gynhwysfawr:
Diogelwch: Rhaid i lif y broses fod â dibynadwyedd uchel i sicrhau diogelwch cynhyrchu.
Buddion Economaidd: Rhaid rheoli costau buddsoddi a'r defnydd o ynni gweithredu o fewn ystod resymol.
Ansawdd Cynnyrch: Cyfarfod â gofynion cwsmeriaid ar gyfer purdeb ac allbwn nwy.
Diogelu'r amgylchedd: Lleihau'r defnydd o ynni a llygredd amgylcheddol.
Dosbarthiad dulliau gwahanu aer
3.1 Dull Gwahanu Aer Cryogenig
Mae gwahanu aer cryogenig (distylliad cryogenig) yn dechnoleg a ddefnyddir yn helaeth gan gwmnïau cemegol. Ei egwyddor yw cyddwyso aer yn hylif, a defnyddio'r gwahaniaeth mewn berwbwyntiau o wahanol gydrannau nwy i wahanu nwy purdeb uchel trwy ddistyllu.
Manteision:
Mae purdeb y cynnyrch yn uchel ac mae'r broses yn aeddfed ac yn ddibynadwy.
Yn addas ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr.
Anfanteision:
Mae llif y broses yn gymhleth ac mae'r gost buddsoddi yn uchel.
Mae'r defnydd o ynni yn fawr, ac mae angen offer fel ehangwyr.
Yn ôl y pwysau gweithio, gellir rhannu distylliad cryogenig yn dri math: gwasgedd isel, pwysau canolig a gwasgedd uchel. Yn eu plith, mae gan y broses gwasgedd isel ddefnydd o ynni isel a dyma'r dewis cyntaf ar gyfer mentrau cemegol modern. Yn ogystal, mae dulliau cywasgu'r cynnyrch yn cael eu rhannu'n gywasgiad mewnol a chywasgiad allanol. Mae cywasgiad mewnol yn fwy diogel, ond mae sefydlogrwydd y system hylif cryogenig yn hanfodol i weithrediad y ddyfais.
3.2 Dull Gwahanu Pilen
Mae technoleg gwahanu pilen yn defnyddio nodweddion athreiddedd dethol pilenni semipermeable i gyflawni gwahaniad nwy trwy wahaniaeth pwysau.
Manteision:
Dyfais syml, gweithrediad hawdd a defnydd ynni isel.
Yn addas ar gyfer mentrau bach a chanolig.
Anfanteision:
Mae purdeb y cynnyrch yn isel (llai na 99%fel arfer).
Yn addas ar gyfer ardaloedd sydd â gofynion purdeb isel.
3.3 Pwysedd Dull Gwahanu arsugniad swing
Mae arsugniad swing pwysau (PSA) yn cyflawni gwahaniad nwy trwy arsugniad a desorption adsorbents gogr moleciwlaidd ar wahanol bwysau.
Manteision:
Llif proses syml a gradd uchel o awtomeiddio.
Cost weithredu isel, sy'n addas ar gyfer anghenion cyflenwi ocsigen parhaus.
Anfanteision:
Mae'n anodd cael cynhyrchion purdeb uchel.
Mae capasiti'r ddyfais yn gyfyngedig ac mae ystod y cais yn gul.
Sail ar gyfer dewis prosesau
4.1 Dewis prosesau ar gyfer cynhyrchion gorffenedig nwyol
Gofynion purdeb uchel ac allbwn uchel: Mae'n well gwahanu aer cryogenig.
Gofynion Nwy Sengl a Phurdeb Canolig: Gellir defnyddio gwahanu pilen neu arsugniad swing pwysau.
Gofyniad purdeb dyfais neu ocsigen fach sy'n fwy na 90%: mae'n well gwahanu aer cryogenig.
4.2 Dewis Proses ar gyfer Cynhyrchion Gorffenedig Hylif
Mae angen amodau tymheredd isel a gwasgedd isel ar baratoi cynhyrchion hylif, felly distylliad cryogenig yw'r unig opsiwn dichonadwy. Ni all dulliau eraill gyflawni hylifedd nwy o dan amodau nad ydynt yn gryogenig.
Casgliad a Prospect
Mae angen i ddewis llif prosesau ar gyfer unedau gwahanu aer fod yn seiliedig ar anghenion gwirioneddol y fenter, nodweddion cynnyrch a buddion economaidd. Mae gwahanu aer cryogenig yn addas ar gyfer purdeb uchel a chynhyrchu ar raddfa fawr; Mae gwahanu pilen ac arsugniad swing pwysau yn fwy addas ar gyfer gofynion purdeb bach a chanolig neu isel. Yn y dyfodol, gyda datblygiadau technolegol, bydd prosesau gwahanu aer yn fwy effeithlon ac arbed ynni. Dylai cwmnïau cemegol barhau i roi sylw i ddatblygu technolegau newydd a gwneud y gorau o lifoedd prosesau sy'n bodoli eisoes i wella effeithlonrwydd cynhyrchu a chystadleurwydd y farchnad.
