Osnovna uloga izmjenjivača topline kiseonika
Izmjenjivači topline kiseonika su ključne komponente za efikasan i stabilan rad opreme za proizvodnju kisika. Njihove osnovne funkcije vrte se oko tri ključne dimenzije: regulacija energije, državne kontrole i sigurnost sustava.
1. Oporavak energije i ušteda energije, smanjenje sustava Potrošnja energije
Proces proizvodnje kisika (posebno kriogeni odvajanje zraka) troši značajne količine energije (npr., Komprimirani zrak i hlađenje). Izmjenjivači topline značajno smanjuju potrošnju energije recikliranjem kapaciteta za toplinu i hlađenje:
U razdvajanju kriogenog zraka, glavna izmjenjivača topline razmjenjuje toplinu između komprimiranog, ambijentalnog zraka i niskog - temperaturne kisike, azota i kontaminiranih azota koji se ispuštaju iz kule destilacije. Hladna energija niskog (- temperaturni plin hladi zrak (dovodeći je blizu temperature ukapljenja), a istovremeno oporavlja kapacitet hlađenja (smanjuje opterećenje na sistemu rashladnog sistema). Na primjer, ako se hladna energija kontaminiranog dušika ne oporavlja, rashladna energija potrošnja povećat će se za preko 30%.
U PSA tlačnoj adsorpciji (PSA), toplina koja proizvedena komprimiranim zrakom brzo se uklanja kroz hladnjak, sprječavajući da se visoke temperature uzrokuju smanjenje efikasnosti adsorpcije molekularne sito (što bi zahtijevalo dodatnu energiju za održavanje adsorpcije), indirektno smanjenje operativnih troškova.
2. Precizno upravljati državom plinom kako bi se osigurala efikasnost odvajanja
Jezgra proizvodnje kisika je za odvajanje kisika i azota kroz fizičke metode (kriogeni odvajanje ukapljenja ili odvajanje PSA adsorpcije). Stanje temperature i faze plina direktno utječu na efekt odvajanja. Izmjenjivači topline igraju ključnu ulogu u kontroli stanja plina kako bi se podudarali postupci zahtjeva:
U razdvajanju kriogenog zraka:
Glavni izmjenjivač topline hladi zrak do u blizini temperature u valje smanjenja (-170-180 stepeni), postavljajući temelj za odvajanje ukapljenja u narednom stupcu destilacije;
Pododjelac hladi tekući kisik i azot ispod njihovog tačke ključanja (podhlađenje), sprečavajući ih da ispare tijekom sisanja ili transporta, osiguravajući stabilni izlaz tekućih proizvoda;
Kondenzator - isparivač (primarno hlađenje) vozi ciklus promjene azota - kisika kroz razmjenu topline (azotni kondenzije i oslobađa toplinu, a zatim tečni kisik apsorbira toplinu i isparava), direktno postižući odvajanje destilacije.
U PSA kisik proizvodnjom:
Hladnjak hladi komprimirani zrak do ispod 40 stepeni (visoke temperature smanjuju sposobnost molekularne sito u adsorbiranju azota), osiguravajući efikasan rad stupca adsorpcije.
3. Osiguravanje sigurnosti i stabilnosti sistema
Okrivenja za proizvodnju kisika predstavljaju jedinstvene uvjete kao što su niska temperatura, visoki pritisak i kisik (koji podržava izgaranje). Izmjenjivači topline moraju biti dizajnirani i kontrolirani za ublažavanje rizika:
Anti - začepljenje: Kriogeni izmjenjivači topline moraju sprečiti vodu i co₂ u zraku iz smrzavanja na niskim temperaturama (koje bi mogle blokirati kanale). Pre - sistem za čišćenje i izmjenjivač topline moraju biti kompatibilni za sprečavanje taloženja nečistoće.
Sprečavanje plamena i eksplozije: Izmjenjivač topline koji dolaze u kontakt sa kisikom (poput glavnog hladnjaka u kriogenom sistemu i hladnjaku u PSA) moraju biti izrađeni od inertnih materijala kao što su nehrđajući čelik i umanjili su izgaranje nečistoće i smanjiti rizik od sagorijevanja kisika.
Sprečavanje odbjegavanja hlađenja / toplote: dizajn za brtvljenje kriogenog izmjenjivača topline (kao što je ploča - FIN za lemljenje) minimalizira curenje hlađenja (hladni gubitak) i sprječava fluktuacije temperature sustava. Stabilna rasipanje topline u PSA hladnjacima sprječava akumulaciju i pregrijavanje kompresije.
