Čo je kryogénne spracovanie

Hlavný vzduchový kompresor (MAC)

MAC stláča atmosférický vzduch, zvyčajne na 60-90 PSIG, a dodáva ho do systému. Tieto kompresory sú bežne poháňané elektromotormi. Medzistupňové chladiče slúžia na odvádzanie kompresného tepla medzi každým stupňom kompresora, ktorých sú zvyčajne 2 až 3.

Čistenie prednej časti

Moderné jednotky ASU využívajú jednotku predčistenia (PPU), ktorá odstraňuje vlhkosť, CO2 a väčšinu uhľovodíkov zo vzduchu. Vlhkosť a CO2 sa musia odstrániť, aby sa zabránilo tvorbe ľadu a suchého ľadu neskôr v procese. PPU sa zvyčajne skladá z chladiča na ochladzovanie vzduchu na 40-55 °F, separátora kondenzátu na odstránenie voľnej vody a 2 nádob naplnených sušidlom a materiálom sita, ktorý adsorbuje kontaminanty a zároveň umožňuje priechod vzduchu. Jedno lôžko je vždy na linke procesu, zatiaľ čo druhé lôžko sa regeneruje ohriatym odpadovým dusíkom, aby sa odstránili nahromadené nečistoty. Postele sa automaticky prepínajú každých 5-8 hodín. Vzduch z PPU je veľmi blízko vlhkosti a bez CO2.

Niektoré staršie jednotky ASU využívajú reverzné výmenníky tepla na čistenie prednej časti. Tieto systémy obsahujú špeciálne kryogénne výmenníky tepla, ktoré zmrazujú vlhkosť a CO2 a umožňujú tak prúdenie čistého vzduchu do destilačného procesu. Priechody vo výmenníku tepla sa prepínajú každých 3-10 minút sériou škrtiacich a spätných ventilov. Jeden priechod odstraňuje nečistoty, zatiaľ čo druhý sa regeneruje vystupujúcimi odpadovými plynmi.

Odstraňovanie vlhkosti a CO2 pomocou reverzných výmenníkov tepla je však ekonomické z hľadiska kapitálových aj prevádzkových nákladov.

Coldbox

Chladiaci box obsahuje kryogénne výmenníky tepla, destilačné kolóny a súvisiace ventily a potrubia. Pretože časti tohto systému sú veľmi chladné, všetky komponenty sú namontované vo vnútri chladiaceho boxu a potom zabalené v izolácii. Coldboxy môžu byť pravouhlé alebo valcové a sú zvyčajne vysoké, niektoré cez 200′ v závislosti od kapacity a typu argónového systému.

Moderné chladiace boxy sú vyplnené perlitovou izoláciou, ktorá je ľahká a ľahko sa inštaluje a v prípade potreby odstraňuje. Staršie chladiace boxy môžu byť pevne zabalené kryogénnou minerálnou vlnou, ktorá je ručne balená do 14 libier na kubickú stopu. Inštalácia a odstránenie je veľmi časovo náročné.

Expander

Všetky ASU okrem niektorých veľmi malých jednotiek majú expandéry. Expandéry poskytujú požadované chladenie na výrobu kvapalín v systéme destilačnej kolóny. Vzduch, dusík alebo odpadový dusík sa privádza do expandéra, čím sa koleso otáča a prenáša energiu do kompresora, generátora alebo olejovej brzdy. Tento prenos energie spôsobí ochladenie plynu. Ako proces pokračuje, výstupná teplota expandéra nakoniec dosiahne projektovanú teplotu pri chladení kolónového systému.

Systém kvapalného argónu

Existujú 2 bežné typy systémov kvapalného argónu. Mnoho závodov vôbec neposkytuje zariadenia na separáciu argónu. V týchto prípadoch väčšina argónu jednoducho opustí ASU s odpadovým plynom. Prvý typ využíva kolónu so surovým argónom, ktorá koncentruje argón na obsah 2-3 % O2 z nástreku z nízkotlakovej kolóny s 88-92 % O2. Tento surový argón sa zohreje a zmieša s vodíkom pred vstupom do katalytického reaktora, kde sa H2 a O2 spájajú a vytvárajú vodu. Tento vlhký argón sa potom vysuší a opäť ochladí na kryogénne teploty, po ktorých sa H2 a N2 odstránia v separátore a destilačnej kolóne.

Systémy kryogénneho argónu pri čistení závisia výlučne od destilácie. Pretože na oddelenie argónu od kyslíka je potrebný veľký počet podnosov alebo obalov, tieto kolóny môžu mať výšku viac ako 200 stôp. Mnoho nových závodov používa kryogénne argónové systémy, aby sa vyhli použitiu argónového kompresora a vodíka v procese. Nevýhodou je dlhá doba zotavenia na dosiahnutie čistoty po spustení alebo prerušení procesu, mnohokrát viac ako 48 hodín.

ASU-plant