Vzduchová separační jednotka KDON-32000/19000 je hlavní podpůrnou jednotkou veřejného inženýrství pro projekt ethylenglykolu s kapacitou 200 000 t/rok. Dodává především surový vodík pro jednotku tlakového zplyňování, jednotku syntézy ethylenglykolu, regeneraci síry a čištění odpadních vod a dodává vysokotlaký a nízkotlaký dusík pro různé jednotky projektu ethylenglykolu pro proplachování a utěsnění při spouštění a také dodává vzduch do jednotky a přístrojový vzduch.
A.TECHNICKÝ POSTUP
Zařízení pro separaci vzduchu KDON32000/19000 je navrženo a vyrobeno společností Newdraft a využívá schéma procesního toku s plným nízkotlakým molekulárním adsorpčním čištěním, chlazením expanzním mechanismem vzduchové turbíny, vnitřní kompresí produkčního kyslíku, nízkotlakou externí kompresí dusíku a cirkulací vzduchu. Spodní věž využívá vysoce účinnou sítovou věž a horní věž využívá strukturované plnění a plně destilovaný bezvodíkový výrobní proces argonu.
Surový vzduch je nasáván ze vstupu a prach a další mechanické nečistoty jsou odstraňovány samočisticím vzduchovým filtrem. Vzduch za filtrem vstupuje do odstředivého kompresoru a po stlačení kompresorem vstupuje do chladicí věže. Během chlazení může také čistit nečistoty, které jsou snadno rozpustné ve vodě. Vzduch po opuštění chladicí věže vstupuje do molekulárního sítového čističe, kde se přepíná. Adsorbuje se oxid uhličitý, acetylen a vlhkost ze vzduchu. Molekulární sítový čistič se používá ve dvou spínacích režimech, z nichž jeden je provozní, zatímco druhý se regeneruje. Provozní cyklus čističe je přibližně 8 hodin a jeden čistič se přepíná jednou za 4 hodiny. Automatické přepínání je řízeno editovatelným programem.
Vzduch za molekulárním sítovým adsorbérem se dělí do tří proudů: jeden proud je přímo odsáván z molekulárního sítového adsorbéru jako přístrojový vzduch pro zařízení na separaci vzduchu, jeden proud vstupuje do nízkotlakého deskového výměníku tepla, je ochlazen zpětným chladicím potrubím znečištěným amoniakem a amoniakem a poté vstupuje do spodní věže, jeden proud jde do vzduchového přeplňovače a po prvním stupni komprese přeplňovače se dělí na dva proudy. Jeden proud je přímo odsáván a po snížení tlaku používán jako systémový přístrojový vzduch a vzduch pro zařízení a druhý proud je nadále stlačován v přeplňovači a po stlačení ve druhém stupni se dělí na dva proudy. Jeden proud je odsáván a ochlazen na pokojovou teplotu a jde na přeplňovací konec expandéru turbíny k dalšímu natlakování, poté je odsáván přes vysokotlaký výměník tepla a vstupuje do expandéru k expanzi a práci. Expandovaný vlhký vzduch vstupuje do separátoru plyn-kapalina a oddělený vzduch vstupuje do spodní věže. Zkapalněný vzduch extrahovaný ze separátoru plyn-kapalina vstupuje do spodní věže jako refluxní kapalina zkapalněného vzduchu a druhý proud je dále stlačován v přepouštěcím kompresoru do konečného stupně komprese, načež je chladičem ochlazen na pokojovou teplotu a vstupuje do vysokotlakého deskového výměníku tepla, kde dochází k výměně tepla s kapalným kyslíkem a refluxním znečištěným dusíkem. Tato část vysokotlakého vzduchu je zkapalněna. Po odsátí kapalného vzduchu ze spodní části výměníku tepla vstupuje po škrcení do spodní věže. Po počáteční destilaci vzduchu ve spodní věži se získá chudý kapalný vzduch, kapalný vzduch bohatý na kyslík, čistý kapalný dusík a vysoce čistý amoniak. Chudý kapalný vzduch, kapalný vzduch bohatý na kyslík a čistý kapalný dusík se v chladiči podchlazují a škrtí do horní věže k další destilaci. Kapalný kyslík získaný ve spodní části horní věže je stlačen čerpadlem kapalného kyslíku a poté vstupuje do vysokotlakého deskového výměníku tepla k opětovnému ohřevu a poté vstupuje do kyslíkové sítě. Kapalný dusík získaný v horní části spodní věže je odsáván a vstupuje do zásobníku kapalného amoniaku. Vysoce čistý amoniak získaný v horní části spodní věže je znovu ohříván nízkotlakým výměníkem tepla a vstupuje do sítě potrubí pro amoniak. Nízkotlaký dusík získaný z horní části horní věže je znovu ohříván nízkotlakým deskovým výměníkem tepla a poté opouští chladicí box, kde je stlačen na 0,45 MPa dusíkovým kompresorem a vstupuje do sítě potrubí pro amoniak. Určité množství argonové frakce je extrahováno ze středu horní věže a odesláno do věže pro surový xenon. Xenonová frakce se destiluje ve věži pro surový argon za účelem získání surového kapalného argonu, který je poté odeslán do středu věže pro rafinovaný argon. Po destilaci v věži pro rafinovaný argon se ve spodní části věže získává rafinovaný kapalný xenon. Znečištěný plynný amoniak je odváděn z horní části horní věže a po opětovném ohřátí chladičem, nízkotlakým deskovým výměníkem tepla a vysokotlakým deskovým výměníkem tepla a po výstupu z chladicí komory se dělí na dvě části: jedna část vstupuje do parního ohřívače systému čištění molekulárním sítem jako regenerační plyn molekulárního síta a zbývající znečištěný plynný dusík jde do vodní chladicí věže. Když je třeba spustit záložní systém kapalného kyslíku, kapalný kyslík ze zásobníku kapalného kyslíku se přepne do odpařovače kapalného kyslíku přes regulační ventil a poté po získání nízkotlakého kyslíku vstupuje do sítě kyslíkového potrubí; když je třeba spustit záložní systém kapalného dusíku, kapalný amoniak ze zásobníku kapalného dusíku se přepne do odpařovače kapalného kyslíku přes regulační ventil a poté je stlačen kompresorem amoniaku za účelem získání vysokotlakého dusíku a nízkotlakého amoniaku a poté vstupuje do sítě dusíkového potrubí.
B. ŘÍDICÍ SYSTÉM
V závislosti na rozsahu a procesních charakteristikách zařízení na dělení vzduchu se používá distribuovaný řídicí systém DCS v kombinaci s výběrem mezinárodně pokročilých systémů DCS, online analyzátorů regulačních ventilů a dalších měřicích a regulačních komponent. Kromě toho, že je schopen dokončit procesní řízení jednotky na dělení vzduchu, dokáže také uvést všechny regulační ventily do bezpečné polohy, když je jednotka v případě nehody vypnuta, a příslušná čerpadla se přepnou do bezpečnostního blokovacího stavu, aby byla zajištěna bezpečnost jednotky na dělení vzduchu. Velké turbínové kompresorové jednotky používají řídicí systémy ITCC (integrované řídicí systémy turbínové kompresorové jednotky) k provedení funkcí ochrany proti překročení otáček, nouzového vypnutí a ochrany proti přepětí a mohou odesílat signály do řídicího systému DCS ve formě pevného zapojení a komunikace.
C. Hlavní monitorovací body jednotky pro dělení vzduchu
Analýza čistoty produkčního kyslíku a dusíku vycházejícího z nízkotlakého výměníku tepla, analýza čistoty kapalného vzduchu v dolní věži, analýza čistoty plynu vycházejícího z horní věže, analýza čistoty plynu vstupujícího do podchlazovače, analýza čistoty kapalného kyslíku v horní věži, teplota za ventilem konstantního průtoku kapalného vzduchu zpětného chladiče surového kondenzátoru, indikace tlaku a hladiny kapaliny v separátoru plyn-kapalina destilační věže, indikace teploty znečištěného plynného dusíku vycházejícího z vysokotlakého výměníku tepla, analýza čistoty vzduchu vstupujícího do nízkotlakého výměníku tepla, teplota vzduchu vycházejícího z vysokotlakého výměníku tepla, teplota a teplotní rozdíl znečištěného plynného amoniaku vycházejícího z výměníku tepla, analýza plynu v otvoru pro extrakci xenonové frakce v horní věži: to vše slouží ke sběru dat během spouštění a normálního provozu, což je prospěšné pro úpravu provozních podmínek jednotky pro separaci vzduchu a zajištění normálního provozu zařízení pro separaci vzduchu. Analýza obsahu oxidu dusného a acetylenu v hlavním chlazení a analýza obsahu vlhkosti v přepouštěcím vzduchu: aby se zabránilo vstupu vzduchu s vlhkostí do destilačního systému, což by mohlo způsobit tuhnutí a ucpání kanálu výměníku tepla, což by ovlivnilo plochu a účinnost výměníku tepla, acetylen by mohl explodovat poté, co jeho akumulace v hlavním chlazení překročí určitou hodnotu. Průtok plynu těsnění hřídele čerpadla kapalného kyslíku, analýza tlaku, teplota ohřívače ložiska čerpadla kapalného kyslíku, teplota plynu labyrintového těsnění, teplota kapalného vzduchu po expanzi, tlak plynu těsnění expandéru, průtok, indikace diferenčního tlaku, tlak mazacího oleje, hladina oleje v olejové nádrži a teplota zadní části chladiče oleje, expanzní konec expandéru turbíny, průtok oleje na vstupu na straně posilovače, teplota ložiska, indikace vibrací: to vše pro zajištění bezpečného a normálního provozu expandéru turbíny a čerpadla kapalného kyslíku a v konečném důsledku pro zajištění normálního provozu frakcionace vzduchu.
Tlak v hlavním topném systému molekulárního síta, analýza průtoku, vstupní a výstupní teploty vzduchu z molekulárního síta (znečištěný dusík), indikace tlaku, teplota a průtok plynu z regenerace molekulárního síta, indikace odporu čisticího systému, indikace rozdílu tlaku na výstupu z molekulárního síta, vstupní teplota páry, alarm indikace tlaku, alarm analýzy H20 na výstupu ohřívače regeneračního plynu, alarm teploty na výstupu kondenzátu, analýza CO2 na výstupu vzduchu z molekulárního síta, indikace průtoku spodní věže vstupu vzduchu a přídavného posilovače: k zajištění normálního spínání adsorpčního systému molekulárního síta a k zajištění nízkého obsahu CO2 a H20 ve vzduchu vstupujícím do chladicího boxu. Indikace tlaku přístrojového vzduchu: k zajištění toho, aby přístrojový vzduch pro separaci vzduchu a přístrojový vzduch dodávaný do potrubní sítě dosáhly tlaku 0,6 MPa (G) pro zajištění normálního provozu výroby.
D. Charakteristiky jednotky pro dělení vzduchu
1. Charakteristiky procesu
Vzhledem k vysokému tlaku kyslíku v projektu ethylenglykolu využívá zařízení pro dělení vzduchu KDON32000/19000 cyklus vzduchového posilovače, vnitřní kompresi kapalného kyslíku a proces vnější komprese amoniaku, tj. kombinace vzduchového posilovače + čerpadla kapalného kyslíku + expandéru posilovací turbíny s rozumnou organizací systému výměníku tepla nahrazuje kyslíkový kompresor s vnějším tlakem. Tím se snižují bezpečnostní rizika způsobená použitím kyslíkových kompresorů v procesu vnější komprese. Zároveň velké množství kapalného kyslíku extrahovaného hlavním chlazením může minimalizovat možnost akumulace uhlovodíků v hlavním chladicím kapalném kyslíku, aby byl zajištěn bezpečný provoz zařízení pro dělení vzduchu. Proces vnější komprese má nižší investiční náklady a rozumnější konfiguraci.
2. Charakteristiky zařízení pro dělení vzduchu
Samočisticí vzduchový filtr je vybaven automatickým řídicím systémem, který dokáže automaticky načasovat zpětný proplach a upravit program podle velikosti odporu. Předchlazovací systém využívá vysoce účinnou a nízkoodporovou věž s náhodným plněním a rozdělovač kapaliny využívá nový, účinný a pokročilý rozdělovač, který nejen zajišťuje plný kontakt mezi vodou a vzduchem, ale také zajišťuje výkonnou výměnu tepla. Nahoře je umístěn drátěný odmlžovač, který zajišťuje, že vzduch z chladicí věže neobsahuje vodu. Systém adsorpce molekulárním sítem využívá dlouhý cyklus a dvouvrstvé čištění. Spínací systém využívá beznárazovou technologii spínacího řízení a speciální parní ohřívač zabraňuje úniku topné páry na stranu znečištěného dusíku během regenerační fáze.
Celý proces destilační věže využívá mezinárodně pokročilé simulační výpočty softwaru ASPEN a HYSYS. Spodní věž využívá vysoce účinnou sítovou věž a horní věž používá běžnou plnící věž, což zajišťuje rychlost extrakce zařízení a snižuje spotřebu energie.
E. Diskuse o procesu vykládky a nakládky klimatizovaných vozidel
1. Podmínky, které by měly být splněny před zahájením odlučování vzduchu:
Před zahájením provozu si připravte a sepište plán spouštění, včetně procesu spouštění a řešení nouzových situací atd. Veškeré operace během spouštění musí být provedeny na místě.
Čištění, proplachování a zkušební provoz systému mazacího oleje jsou dokončeny. Před spuštěním čerpadla mazacího oleje je nutné přidat těsnicí plyn, aby se zabránilo úniku oleje. Nejprve je nutné provést samocirkulační filtraci nádrže mazacího oleje. Po dosažení určitého stupně čistoty se olejové potrubí připojí k proplachování a filtrování, ale před vstupem do kompresoru a turbíny se přidá filtrační papír, který se neustále vyměňuje, aby se zajistila čistota oleje vstupujícího do zařízení. Provádí se proplachování a uvedení do provozu systému cirkulační vody, systému čištění vody a odvodňovacího systému odlučování vzduchu. Před instalací je nutné odmastit, namořit a pasivovat potrubí obohacené kyslíkem odlučování vzduchu a poté naplnit těsnicím plynem. Potrubí, stroje, elektrické zařízení a přístroje (s výjimkou analytických a měřicích přístrojů) zařízení pro odlučování vzduchu byly instalovány a kalibrovány pro splnění požadavků.
Všechna provozovaná mechanická vodní čerpadla, čerpadla kapalného kyslíku, vzduchové kompresory, boostery, expandéry turbín atd. splňují podmínky pro spuštění a některé by měly být nejprve testovány na jednom stroji.
Systém molekulárního sítového přepínání splňuje podmínky pro spuštění a bylo potvrzeno, že program molekulárního přepínání je schopen normálně fungovat. Ohřev a proplachování vysokotlakého parovodu bylo dokončeno. Byl uveden do provozu záložní systém přístrojového vzduchu, který udržuje tlak přístrojového vzduchu nad 0,6 MPa(G).
2. Pročištění potrubí jednotky pro dělení vzduchu
Spusťte systém mazacího oleje a systém těsnicího plynu parní turbíny, vzduchového kompresoru a čerpadla chladicí vody. Před spuštěním vzduchového kompresoru otevřete odvzdušňovací ventil vzduchového kompresoru a utěsněte vstup vzduchu do chladicí věže záslepkou. Po propláchnutí výstupního potrubí vzduchového kompresoru, dosažení jmenovitého tlaku výfukových plynů a dosažení cílové hodnoty proplachu potrubí, připojte vstupní potrubí chladicí věže, spusťte systém předchlazení vzduchu (před propláchnutím nesmí být ucpávka chladicí věže naplněna; příruba vstupu molekulárního síta na vstupu vzduchu musí být odpojena), počkejte, dokud není cílová hodnota kvalifikována, spusťte systém čištění molekulárním sítem (před propláchnutím nesmí být adsorbent molekulárního síta naplněn; příruba vstupu chladicí komory na vstupu vzduchu musí být odpojena), zastavte vzduchový kompresor, dokud není cílová hodnota kvalifikována, naplňte ucpávku chladicí věže a adsorbent molekulárního síta a znovu spusťte filtr, parní turbínu, vzduchový kompresor, systém předchlazení vzduchu a systém adsorpce molekulárním sítem po naplnění. Po regeneraci, ochlazení, zvýšení tlaku, adsorpci a snížení tlaku nechte alespoň dva týdny normálního provozu. Po určité době ohřevu lze profouknout vzduchové potrubí systému za adsorbérem molekulárního síta a vnitřní potrubí frakcionační věže. To zahrnuje vysokotlaké výměníky tepla, nízkotlaké výměníky tepla, vzduchové posilovače, expandéry turbín a zařízení věže patřící k separaci vzduchu. Věnujte pozornost regulaci průtoku vzduchu vstupujícího do systému čištění molekulárním sítem, abyste zabránili nadměrnému odporu molekulárního síta, který by mohl poškodit vrstvu lože. Před profouknutím frakcionační věže musí být všechna vzduchová potrubí vstupující do chladicího boxu frakcionační věže vybavena dočasnými filtry, aby se zabránilo vniknutí prachu, svařovací strusky a dalších nečistot do výměníku tepla a ovlivnění účinku výměny tepla. Před profouknutím expandéru turbíny a čerpadla kapalného kyslíku spusťte systém mazacího oleje a těsnicího plynu. Všechny těsnicí body plynu na zařízení pro separaci vzduchu, včetně trysky expandéru turbíny, musí být uzavřeny.
3. Chlazení bez ohně a konečné uvedení do provozu jednotky pro dělení vzduchu
Všechna potrubí mimo chladicí box jsou profouknuta a všechna potrubí a zařízení v chladicím boxu jsou zahřátá a profouknuta, aby splňovala chladicí podmínky a připravila se na zkoušku holého chlazení.
Když začíná ochlazování destilační věže, vzduch vypouštěný kompresorem se do ní nemůže zcela dostat. Přebytečný stlačený vzduch je vypouštěn do atmosféry odvzdušňovacím ventilem, čímž se udržuje nezměněný tlak na výstupu kompresoru. S postupným snižováním teploty jednotlivých částí destilační věže se postupně zvyšuje množství vdechovaného vzduchu. V tomto okamžiku je část refluxního plynu z destilační věže přiváděna do vodní chladicí věže. Proces chlazení by měl probíhat pomalu a rovnoměrně s průměrnou rychlostí chlazení 1 ~ 2 °C/h, aby se zajistila rovnoměrná teplota všech částí. Během procesu chlazení by měl být chladicí výkon expandéru plynu udržován na maximální úrovni. Jakmile se teplota vzduchu na studeném konci hlavního výměníku tepla blíží teplotě zkapalňování, fáze chlazení končí.
Chladicí fáze chladicí komory se udržuje po určitou dobu a kontrolují se a opravují různé netěsnosti a další nedokončené části. Poté se stroj postupně zastaví, začnou se do chladicí komory vkládat perlový písek, po vložení se postupně spustí zařízení pro separaci vzduchu a znovu se vstoupí do chladicí fáze. Upozorňujeme, že při spuštění zařízení pro separaci vzduchu se regenerační plyn molekulárního síta používá vzduch vyčištěný molekulárním sítem. Když se zařízení pro separaci vzduchu spustí a je dostatek regeneračního plynu, použije se cesta proudění znečištěného amoniaku. Během procesu chlazení teplota v chladicí komoře postupně klesá. Systém plnění amoniaku v chladicí komoře by měl být včas otevřen, aby se zabránilo podtlaku v chladicí komoře. Poté se zařízení v chladicí komoře dále ochladí, vzduch se začne zkapalňovat, kapalina se začne objevovat ve spodní věži a začne se ustavovat destilační proces horní a spodní věže. Poté se pomalu seřizují ventily jeden po druhém, aby se separace vzduchu normálně rozběhla.
Pokud chcete vědět více informací, neváhejte nás nezávazně kontaktovat:
Kontakt: Lyan.Ji
Tel.: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Čas zveřejnění: 24. dubna 2025