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浅谈气体深冷分离工艺

北极星环境监测网  来源:《电力设备》  作者:崔蕊  2019/10/9 15:13:47  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:随着我国气体深冷分离技术应用水平的不断提升,目前工艺技术应用过程中,涉及到气体的分离、处理,以此来满足工艺技术的标准化要求。文章首先分析了气体深冷分离工艺的技术特征,其次对气体深冷分离工艺技术的方案与选择策略进行了阐述,并在最后对气体分离工艺的技术措施进行了探讨,希望能够有效提升气体深冷分离工艺的技术发展策略,促进行业的平稳健康发展。

气体深冷分离技术能够有效提升气体的分离质量,获得更为纯净的氧气。通过温度控制的方法,可以对空气中的各个组分进行精馏分离处理,获得纯度较高的产品,这就是深冷分离工艺的技术特征。在气体深冷分离工艺技术的优化过程中,为了进一步满足气体生产企业的发展需要,获取更高质量的气体,就必须做好技术改进与升级,现就气体深冷分离工艺技术的基本特征分享如下。

一、气体深冷分离工艺概述

气体深冷分离工艺是一种通过多种组分混合气体经过一系列的物理、化学分离手段实现精准分离,最终获取纯净气体产品的技术。该技术在应用过程中会经历压缩、降温、液化、膨胀等多个环节,同时内部组分自身的物理性质不同,可以采用温度控制-气化的方式进行分离,这也是气体深冷分离工艺的技术核心之一。在利用深冷分离工艺技术时,需要综合考虑到高压低温物理分离工艺的过程,包括节流制冷、减压工艺以及节流控制工艺等内容,通过多种工艺协调,才能够实现能源控制效率最大化,提升工艺应用的经济效益与社会效益。在整个技术应用过程中,还需要考虑到环保等方面的问题,确保该技术能够得到应用和推广。

二、气体深冷分离工艺技术方案选择

1.深冷分离工艺方案选择

深冷分离工艺方案的选择对于提升气体深冷分离工艺的实施效果十分关键。一般来说,根据回收深度与要求不同,可以划分为深冷、浅冷等技术类型。其中浅冷是指制冷温度在零下25~40℃左右的温度,而深冷则是在零下90~100℃左右的温度,对比上述温度我们可以发现,深冷技术的应用可以获取更为纯净的气体,特别针对乙烷这种特殊类型的气体更是如此。在回收天然气方面,可以选择的处理方式有油吸法、直接冷冻和膨胀等多种技术方法。在选择工艺时,则需要综合考虑到多个部分的内容与要求,包括成本、技术现状以及企业适应性等方面,着重做好方案的规划可以有效提升技术应用的效果。

2.深冷分离工艺流程选择

流程选择方面,一般来说厂家在原料气的流率、进厂压力等方面都存在一定的差异,特别是在原料气的内部组分方面更是具有显著的区别,再加上用户的实际浓度、纯度要求各不相同,所以在进行流程选择时应该结合多种因素进行合理、科学选择。一般来说,能够影响到处理厂生产的主要因素包括原料气的内部组分、回收C的要求以及温度热值等方面的要求,在进行原料气的预处理时也需要优先考虑到上面的多个选项,做出最为合理科学的选择后,提升产品装置的技术应用效果,这也是符合深冷分离工艺技术基本预期的流程选择模式。

3.膨胀机负载选择

选择合理的膨胀机负载对于提升生产的经济性具有一定价值。结合目前生产实际情况来看,大多数膨胀机轴上功率都采用增压机、发电机等设备。在实际应用中,这些设备的应用范围较宽,相比于负载泵具有更广泛的适应性,所以一般不采用负载泵来提供负载。当入场压力较低时,需要借助于膨胀制冷的方式进行预增压,这个过程中需要选择合适的膨胀机来作为增压设备。根据案例分析情况来看,入厂压力在5Mpa以下时需要选择膨胀机配合实现深冷分离工艺技术,该技术在正常操作时能满足生产实际要求,同时其功耗并不会太高,整体应用效率在70%以上,可以满足实际生产的需要。

三、气体分离工艺技术措施

气体深冷分离工艺技术最大的特征就是利用各个组分的沸点不同来获得纯度较高的气体产品,这也是技术开发的主要任务目标。根据气体深冷工艺的特征,现就技术优化策略分析如下。

1.气体深冷分离技术核心技术

借助于混合气体中不同组分之间的沸点区别,可以对各个组分进行精准分离,这也是气体深冷分离技术的基本点。在整个分离过程中,为了防止出现杂质成分影响设备的情况,需要做好设备的日常管理工作,对于杂质的成分进行预先处理,在低温生产中也要防止出现成分固化,确保技术的应用水平。值得注意的是,利用深冷分离工艺技术时,往往需要借助于较低的温度与一定的压力,在这样的环境下实现装置的控制具有一定的难度。所以,实现气体深冷分离技术的应用也需要结合分离净化处理的控制工作,确保整个技术能够在一个相对稳定的环境内实现。在深冷工艺技术的应用过程中,为了获取更多的冷量,必须做好密封性管理,通过回收利用、换热器等设备来进行干预,有效提升分离过程中的温度控制水平,提升工艺安全性。在设计气体的深冷分离技术应用过程中,需要优先选择出最佳生产工具设备,通过提升体系的运转效率来确保最快达到工艺设计要求与目标参数,从而避免年出现超压运行的情况,避免对生产过程产生不利的影响。

2.氧气和氮气的深冷分离工艺技术

利用深冷分离工艺进行氧气、氮气的分离是最基本的分离技术,这也是原料气杂质净化的基本环节。在去除杂质气体时,需要借助于换热器进行冷却,之后在塔中进行预分离处理,随后塔的顶部可以得到富氧液空。在下部的氮气则会出现一部分进入到换热器当中被送出,其余的部分则在主冷凝的部分形成液氮,从而使得加热蒸发后形成向上的液氧。在抽出后可以划分为三个部分,第一个部分是回流液;第二个部分经过冷却后进入到液氮的分离器中被储存起来;最后一个部分则抽取一部分液氮回送到塔顶部作为回流液。在整个过程中,上塔经过了精馏,底部得到了高纯度的液氧,经过加压后被送到主换热器的复热部分,最终被送到界区。

3.气体深冷分离工艺设备管理

深冷分离工艺离不开设备的应用与管理,在这个环节中,选择合适的深冷分离装备对于更好的提升气体分离效果具有重要的作用。在常规条件下,选择自洁式空气过滤器能够有效去除混合气体中的杂质与粉尘,通过将混合气体送至分馏塔中,还可以实现混合气体的分离与处理,尽快获取净化的气体,在纯度的要求上也更容易达到目标。在离心式气体压缩塔应用过程中,出口排出高压气体,而精馏塔设备也可以在很大程度上满足混合气体的分离要求,更好的满足气体分离的客观需要。

总结

综上所述,气体深冷分离技术对于强化气体深冷分离效果,提升生产转换率具有重要的作用和价值。借助于压缩机的制冷控制策略,能够有效提升压力与温度控制水平,以此来实现混合器的精准分离,获得目标产品的同时可以获得多种纯净的副产品。在应用深冷分离处理技术的过程中,气体的分离安全性也需要得到足够的重视,通过避免出现气体的泄露事故,可以有效防范环境污染问题,提升气体分离工艺的安全性,并降低生产成本,提升气井分离效率,以此来实现工业现代化的生产目标与要求。


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