De ce este necesară o unitate de separare a aerului (ASU).
Unitățile de separare a aerului (ASU) au o importanță de neînlocuit în sistemele industriale moderne. Multe aspecte ale producției industriale se bazează în mare măsură pe gaze industriale, cum ar fi oxigenul, azotul și argonul. Aerul, ca sursă naturală a acestor gaze, necesită echipamente specializate pentru separarea și purificarea acestora. Unitățile de separare a aerului sunt echipamentul de bază pentru acest proces.
În industria metalurgică, procese precum fabricarea fierului în furnal și fabricarea oțelului cu convertor se bazează pe oxigen. Oxigenul ajută la ardere, crește temperatura cuptorului și accelerează reacțiile de topire. De asemenea, îndepărtează impuritățile precum carbonul și sulful din fierul topit, îmbunătățind calitatea oțelului. Fără o aprovizionare stabilă de oxigen de-puritate ridicată, eficiența topirii scade semnificativ, iar calitatea produsului devine dificil de garantat.
În industria chimică, azotul este adesea folosit ca gaz protector datorită proprietăților sale chimice stabile. În procese precum amoniacul sintetic și petrochimia, azotul izolează atmosfera, prevenind oxidarea materiilor prime și a produselor și prevenind potențial exploziile și alte incidente de siguranță. În plus, unele reacții chimice necesită o atmosferă inertă specifică, iar un aport stabil de azot este esențial pentru ca aceste reacții să se desfășoare fără probleme.
Industria alimentară folosește și gaze produse de unitățile de separare a aerului. De exemplu, azotul poate fi utilizat în ambalajul alimentelor pentru a inhiba eficient creșterea și reproducerea microorganismelor, prelungind perioada de valabilitate a alimentelor. Oxigenul este folosit pentru conservarea fructelor și legumelor, menținându-le respirația și prospețimea.
Domeniul medical se bazează și pe gaze industriale. Oxigenul de-puritate ridicată este esențial pentru salvarea pacienților în stare critică și pentru tratarea bolilor respiratorii. Spitalele necesită o aprovizionare continuă și stabilă cu oxigen pentru a asigura buna funcționare a serviciilor medicale.
După cum se poate observa, gazele industriale sunt o resursă indispensabilă și critică în producția și operațiunile multor industrii. Deținerea unei unități de separare a aerului asigură că aceste industrii au o aprovizionare continuă și stabilă cu gaze industriale, asigurând astfel producția și operațiunile bune.
Beneficiile deținerii unei unități de separare a aerului (ASU)
Reducere semnificativă a costurilor: Pentru companiile care utilizează o cantitate mare de gaze industriale, producerea propriilor gaze oferă avantaje semnificative de cost față de achiziționarea acestora. Pe de o parte, materia primă pentru producția de gaz industrial este aerul, care are costuri aproape neglijabile. Achiziționarea gazului necesită plata pentru gazul în sine, precum și pentru profitul furnizorului. Pe de altă parte, producția-la fața locului livrează direct gaze către atelierul de producție, eliminând costurile de transport asociate cu achiziționarea de gaz, inclusiv achiziționarea și întreținerea vehiculelor de transport, precum și costurile cu energia și forța de muncă asociate transportului. Acest lucru poate economisi companiilor costuri semnificative și poate îmbunătăți eficiența economică pe termen lung.
Fiabilitatea aprovizionării mult îmbunătățită: Bazarea pe furnizorii externi de gaze industriale este adesea afectată de o varietate de factori, cum ar fi capacitatea de producție a furnizorului, condițiile de trafic pe rutele de transport și schimbările meteorologice, toate acestea putând duce la întreruperi sau întârzieri în furnizarea de gaz. Companiile cu propriile lor unități de separare a aerului pot ajusta în mod flexibil programele de producție și furnizare de gaze în funcție de planurile lor de producție și de nevoile reale. Acest lucru asigură o aprovizionare stabilă cu gaz chiar și atunci când mediul extern fluctuează, prevenind oprirea producției din cauza penuriei de gaz și minimizând pierderile cauzate de opririle producției.
Operațiuni ușoare și eficiente: Unitățile moderne de separare a aerului utilizează tehnologia avansată de control automatizat, permițând monitorizarea și reglarea automată a procesului de producție. Operatorii pot monitoriza starea de funcționare a unității și pot face ajustări direct de pe ecranul unui computer din camera de control. Designul unității ia în considerare pe deplin necesitatea funcționării fără echipaj și este echipat cu un sistem cuprinzător de detectare și alarmă a defecțiunilor. Când apare o anomalie, sunt emise alerte prompte și sunt implementate măsuri de protecție adecvate. Acest lucru nu numai că reduce numărul de operatori necesari și costurile cu forța de muncă, dar îmbunătățește și stabilitatea și siguranța funcționării unității, reducând sarcina de gestionare a întreprinderii.
Tipuri de unități de separare a aerului
Unități de producție non-criogenice
Sistem de membrană N₂: nucleul sistemului de membrană N₂ este un modul de membrană cu permeabilitate selectivă. Când aerul comprimat trece prin modulul de membrană, moleculele de gaz, cum ar fi oxigenul și dioxidul de carbon, sunt mai ușor pătrunse de peretele membranei, în timp ce moleculele de azot sunt mai puțin probabil să treacă, separând astfel azotul de alte gaze. Acest sistem are o dimensiune mică, greutate redusă și structură compactă, ceea ce îl face relativ simplu de instalat și întreținut. Este potrivit pentru aplicații în care cerințele de puritate a azotului nu sunt deosebit de ridicate (în general între 95% și 99,9%) și cererea este scăzută, cum ar fi ambalarea componentelor electronice și ambalajele mici pentru alimente.
Sistemul N₂ PSA: Sistemul N₂ PSA separă azotul prin exploatarea diferenței de capacitate de adsorbție dintre azot și oxigen pe un adsorbant. Sub presiune, adsorbantul adsorbe de preferință impurități precum oxigenul, în timp ce azotul trece prin turnul de adsorbție pentru a deveni gaz produs. Când adsorbantul ajunge la saturație, presiunea este redusă, iar impuritățile adsorbite sunt desorbite, permițând adsorbantului să fie regenerat și reciclat. Acest sistem pornește rapid, producând de obicei azot calificat în câteva minute. Puritatea azotului poate fi ajustată pentru a satisface cererea, de obicei variind de la 95% la 99,999%. Este potrivit pentru nevoile de azot de dimensiuni mici- până la-medii, cum ar fi înlocuirea azotului în rezervoarele de stocare chimică și utilizarea în laborator.
Sisteme O₂ PSA, VSA sau VPSA: Principiul de funcționare al unui sistem O₂ PSA este similar cu cel al unui sistem N₂ PSA, cu excepția faptului că adsorbantul utilizat are o capacitate mai puternică de adsorbție a oxigenului. În timpul aplicării sub presiune, adsorbantul absoarbe oxigenul, în timp ce azotul neabsorbit și alte gaze sunt evacuate ca gaz rezidual. În timpul reducerii presiunii, oxigenul adsorbit este desorbit, rezultând oxigenul produs. Sistemul VSA se bazează pe sistemul PSA prin utilizarea desorbției în vid, reducând presiunea de desorbție și îmbunătățind recuperarea oxigenului. Sistemele VPSA optimizează și mai mult procesul, rezultând o eficiență mai mare a producției de oxigen. Oxigenul produs de aceste sisteme are, în general, o puritate de 90%-95%, ceea ce le face potrivite pentru nevoi de oxigen de dimensiuni mici- până la-, cum ar fi furnizarea de oxigen medical și sudarea și tăierea la scară mică.
Unitate criogenică de separare a aerului
Procesul de operare al unei unități criogenice de separare a aerului este relativ complex, implicând în primul rând comprimarea aerului, purificarea, lichefierea și distilarea. În primul rând, aerul este comprimat la o anumită presiune, iar apoi impuritățile, cum ar fi umiditatea și dioxidul de carbon, sunt îndepărtate pentru a preveni formarea gheții și blocarea echipamentului în timpul procesului de lichefiere ulterior. Aerul purificat intră într-un schimbător de căldură pentru răcire și lichefiere treptată. Aerul lichid intră într-un turn de distilare. Datorită diferitelor puncte de fierbere ale oxigenului și azotului (punctul de fierbere al oxigenului este de aproximativ -183 grade , punctul de fierbere al azotului este de aproximativ -196 grade ), aerul lichid este încălzit în turnul de distilare. Azotul se evaporă mai întâi, urcând în vârful turnului pentru a fi colectat, în timp ce oxigenul rămâne în partea de jos, realizând separarea. Acest dispozitiv poate produce oxigen de înaltă puritate (peste 99,6%), azot (peste 99,999%) și gaze rare, cum ar fi argonul. Este potrivit pentru producția industrială la scară largă, cum ar fi fabricile mari de oțel și instalațiile chimice pe cărbune, unde cererea de gaze industriale este mare și puritatea este critică. Deși investiția inițială în echipamente și consumul de energie sunt relativ mari, acestea oferă avantaje precum randament ridicat, puritate ridicată a produsului și funcționare stabilă, rezultând o eficiență economică bună pe termen lung.
Unități noi de separare a aerului
Odată cu progresul continuu al tehnologiei, noile unități de separare a aerului au realizat numeroase inovații tehnologice. În ceea ce privește eficiența energetică, acestea utilizează compresoare, schimbătoare de căldură și alte echipamente mai eficiente, optimizând fluxurile de proces și reducând consumul de energie pe unitate de produs. De exemplu, noile compresoare centrifugale oferă un consum mai mic de energie și o funcționare mai stabilă decât compresoarele tradiționale cu piston.
În ceea ce privește eficiența separării, dezvoltarea și aplicarea de noi adsorbanți și materiale membranare au îmbunătățit selectivitatea și eficiența separării gazelor, rezultând o puritate mai mare a produsului și rate de recuperare îmbunătățite. În același timp, îmbunătățirile în tehnologia de control automatizat au permis funcționarea inteligentă a unității, permițând ajustarea automată a parametrilor de funcționare în funcție de modificările cererii de gaz, îmbunătățind adaptabilitatea și stabilitatea acesteia.
Noile unități de separare a aerului acordă prioritate și performanței de mediu, reducând emisiile de gaze reziduale și ape uzate în timpul producției, îndeplinind cerințele dezvoltării ecologice în industria modernă. Acestea pot satisface mai bine nevoile individuale ale diferitelor industrii și au fost utilizate pe scară largă în sectoare emergente, cum ar fi energia nouă și semiconductori.
Unități de separare a aerului uzate/relocate
Unitățile de separare a aerului utilizate/relocate sunt de obicei echipamente inactive sau retrase de la companii din cauza ajustărilor de producție sau a modernizărilor tehnologice. Aceste echipamente sunt apoi inspectate profesional, reparate și mutate înainte de a fi repuse în funcțiune. Pentru startup-uri sau întreprinderi mici și mijlocii-cu fonduri limitate, achiziționarea unei unități de separare a aerului uzate/relocate poate reduce semnificativ costurile de investiție inițială și poate stabili rapid capacitatea de producție a gazelor.
Atunci când alegeți o unitate de separare a aerului folosită/relocată, este important să evaluați temeinic starea de funcționare, vechimea și înregistrările de întreținere ale echipamentului pentru a vă asigura că poate satisface nevoile de producție. În plus, este important să se ia în considerare costurile de relocare, instalare și punere în funcțiune, precum și întreținerea continuă. Deși este posibil ca unitățile folosite/relocate să nu fie la fel de capabile și avansate din punct de vedere tehnologic precum unitățile noi, ele pot economisi bani semnificativi companiilor și pot oferi un avantaj semnificativ de cost-eficiență, cu condiția să răspundă nevoilor de bază de producție.
Serviciile NEWTEK în proiecte de unitate de separare a aerului
NEWTEK a acumulat o vastă expertiză și experiență în ingineria gazelor și are capacități puternice de integrare a resurselor. Oferim o gamă completă de servicii pentru proiecte de unități de separare a aerului, inclusiv EPC (inginerie, contractare generală) și soluții la cheie pentru diverse industrii, inclusiv textile, metalurgie și chimie.
Industria metalurgică are o cerere mare de gaze industriale și necesită puritate ridicată. În proiectele de unități de separare a aerului pentru industria metalurgică, NEWTEK își valorifică expertiza în managementul proiectelor mari și complexe. Abordăm problemele de comunicare, interfață și coordonare în mai multe discipline și etape, cum ar fi conexiunile conductelor de gaz între unitate și echipamentele de topire și compatibilitatea sistemului de control. Prin stabilirea unor mecanisme de comunicare și procese de coordonare eficiente, asigurăm un flux fluid al informațiilor și coordonarea muncii între toți participanții la proiect, asigurând execuția eficientă a proiectului și livrarea-la timp.
Mediul complex de producție al industriei chimice impune cerințe extrem de mari privind siguranța și stabilitatea echipamentelor. Atunci când furnizează servicii EPC pentru unitățile de separare a aerului companiilor chimice, NEWTEK respectă cu strictețe reglementările și standardele de siguranță ale industriei chimice, luând în considerare pe deplin factorii de siguranță în fiecare etapă a procesului, inclusiv proiectarea, construcția și selecția echipamentelor. De exemplu, în timpul instalării echipamentelor, acordăm prioritate implementării măsurilor anti-explozive- și anti-corozive. În proiectarea sistemului de control, încorporăm mai multe dispozitive de protecție de siguranță pentru a asigura oprirea în timp util în cazul unei anomalii, prevenind astfel incidentele de siguranță.
Serviciile EPC cuprinzătoare ale NEWTEK și soluțiile de inginerie la cheie, de la pornirea proiectului-până la exploatare, eliberează clienții de complexitatea ciclului de viață al proiectului. Clienții își trimit pur și simplu cerințele, iar NEWTEK va supraveghea toate aspectele proiectului, inclusiv planificarea generală, proiectarea, achizițiile, construcția și punerea în funcțiune, asigurând-livrarea la timp și funcționarea fiabilă. Această experiență de serviciu unică-, fără griji-, economisește timp și efort semnificativ companiilor, permițându-le să se concentreze asupra operațiunilor de producție de bază și să îmbunătățească eficiența operațională generală.
