ВРУ по кислороду и азоту: ключевые отличия в комплектации

Воздушная смесь состоит из нескольких ингредиентов, для получения которых применяют воздухоразделительные установки. Для получения кислорода и азота служат ВРУ, основанные на методе абсорбции или низкотемпературной ректификации.

Криогенный способ подходит для получения нескольких криопродуктов одновременно в жидком и газообразном состоянии заданной степени чистоты в большом количестве. В адсорбционных установках на выходе получают только один компонент в виде газа с ограничением по чистоте продукта разделения. Поэтому в различных отраслях промышленности более востребованы криогенные ВРУ.

Зачем нужно учитывать различия в комплектации криоустановок при получении О₂ и N₂. Эти продукты разделения воздуха отличаются по своим свойствам, что влияет на: 

• технологию получения;
• требования к оборудованию;
• эксплуатационные расходы;
• факторы безопасности.

Базовая комплектация ВРУ 

Основная схема воздухоразделительной установки состоит из трёх основных элементов: криогенного цикла, узла теплообмена и очистки воздушной смеси, блока разделения. Установка глубокого охлаждения состоит из оборудования, которое можно разделить на несколько групп:

• основное, куда входят теплообменники, испарители, конденсаторы, колонны для ректификации и промывки;
• вспомогательное, включающее аппаратуру для предварительной подготовки воздуха (освобождение от влаги, диоксида углерода, углеводородов);
• приспособления для хранения и перемещения криопродуктов (криоцистерны с вакуумом в качестве изоляции, танки, баллоны, трубопроводы);
• машинный блок: компрессоры, детандеры.

Проектирование узла ректификации зависит от того, что нужно на выходе: кислород/ азот или оба, в каком агрегатном состоянии и в каком количестве.

При одновременном получении О₂ и N₂ используют стандартный аппарат двукратной ректификации с дополнительной колонной для очистки азотной фракции.

Воздухоразделительные установки нужны для обеспечения потребностей металлургической, пищевой, химической промышленности, медицины, других отраслей народного хозяйства.

Отличия ВРУ по кислороду

О₂ относится к активным окислителем, способствующим коррозионному разрушению материалов. Вещество активно поддерживает горение, способно вызвать возгорание. Температура перехода из газообразного состояния в жидкое составляет -182.96°C.

  • Материалы, требования к запорной, предохранительной арматуре (клапаны, задвижки, т.д.). Все металлы, сплавы, контактирующие с кислородом не должны вступать с ним в реакцию. Это могут быть, например, коррозионностойкие стали.

 •Система безопасности и продувки. Для предотвращения возгораний и обеспечения взрывобезопасности трубопроводы, арматурные элементы и другие детали перед контактом с О₂ обезжиривают, промывают негорючими растворителями, а затем продувают инертным газом. Производство оснащается системами предотвращения пожаров, аварийной сигнализации, а также остановки работы в случае возгорания.

  • Ограничения по смазкам. Не допускается использование в системах, связанных с кислородом смазочных материалов (масла, жиры), которые могут создать пожароопасную ситуацию. Применяют только те специальные составы, которые рекомендованы производителем и указаны в руководстве по эксплуатации.

Схема узла ректификации для получения О₂ включает верхнюю и нижнюю ректификационную колонну, конденсатор, испаритель, три вида охладителей.

Отличия ВРУ по азоту

N₂ это инертный негорючий газ, не поддерживающий окисление.  Криогенная температура для него -195.75°C.

Какие существует специфика:
 •более мягкие требования к криогенной арматуре в плане химических взаимодействий, которая, однако, должна быть устойчива к низким температурам;

  • особенности подключения.

Узлом разделения при получении азота служит аппарат однократной ректификации, состоящий из колонны с конденсатором-испарителем и охладителями кубовой жидкости и продукционного N₂.

Практические рекомендации по выбору и эксплуатации

Перед заказом оборудования необходимо ответить на следующие вопросы:

• какой криогенный продукт нужен на выходе, в каком количестве, в виде жидкости или газа и с какой степенью чистоты;
• какая требуется производительность агрегата, эффективность в разных режимах работы;
• какая схема ВРУ, оснащение оборудованием подойдёт для условий конкретного производства.

При этом рассчитывается себестоимость продуктов разделения с учётом конкретных энергозатрат, возможности автоматизации процессов.

Заключение

Прежде чем заказать воздухоразделительную установку, нужно взвесить целесообразность того или иного метода получения, а также различия в комплектации установок и сопоставить их с конечной целью реализации проекта.

«РусГазКрио» официально представляет российских и китайских производителей установок для получения кислорода и азота. Всё оборудование проходит заводские контрольные испытания, соответствует нормам ГОСТ, другой технической и нормативной документации. Наша компания занимается проектированием, пусконаладочными работами, сервисным и гарантийным обслуживанием техники, диагностикой и продлением сроков её службы. Для начала сотрудничества надо оставить заявку, здесь, на нашем сайте, для расчёта проекта. После обращения сотрудники предоставят прайс-лист, условия участия в тендерах.