Jedinica za separaciju zraka KDON-32000/19000 glavna je prateća jedinica javnog inženjeringa za projekt etilen glikola kapaciteta 200.000 t/god. Uglavnom osigurava sirovi vodik jedinici za gasifikaciju pod pritiskom, jedinici za sintezu etilen glikola, izdvajanje sumpora i tretman otpadnih voda, te osigurava dušik visokog i niskog pritiska raznim jedinicama projekta etilen glikola za pročišćavanje i brtvljenje pri pokretanju, a također osigurava zrak za jedinicu i instrumentalni zrak.
A. TEHNIČKI POSTUPAK
Oprema za separaciju zraka KDON32000/19000 dizajnirana je i proizvedena od strane Newdrafta, a usvaja shemu toka procesa potpunog molekularnog adsorpcijskog prečišćavanja niskim pritiskom, mehanizma ekspanzije turbine zračnog pojačivača hlađenja, unutrašnje kompresije proizvedenog kisika, vanjske kompresije dušika niskim pritiskom i cirkulacije zračnog pojačivača. Donji toranj usvaja visokoefikasni toranj sa sitastim pločama, a gornji toranj usvaja strukturirano pakovanje i proces potpune destilacije argona bez vodonika.
Sirovi zrak se usisava kroz ulaz, a prašina i druge mehaničke nečistoće uklanjaju se pomoću samočistećeg filtera za zrak. Zrak nakon filtera ulazi u centrifugalni kompresor, a nakon što ga kompresor komprimira, ulazi u toranj za hlađenje zraka. Tokom hlađenja, može očistiti i nečistoće koje su lako rastvorljive u vodi. Zrak nakon izlaska iz rashladnog tornja ulazi u molekularni sito za prečišćavanje. Ugljični dioksid, acetilen i vlaga iz zraka se adsorbiraju. Molekularno sito za prečišćavanje koristi se u dva načina preključivanja, od kojih je jedan radni, dok se drugi regenerira. Radni ciklus prečišćavača je oko 8 sati, a jedan prečišćavač se prebacuje jednom svaka 4 sata, a automatsko preključivanje kontrolira se programom koji se može uređivati.
Zrak nakon molekularnog sitastog adsorbera dijeli se u tri toka: jedan tok se direktno izvlači iz molekularnog sitastog adsorbera kao instrumentalni zrak za opremu za separaciju zraka, jedan tok ulazi u niskotlačni izmjenjivač topline s pločastim rebrima, hladi se refluksom zagađenog amonijaka i amonijaka, a zatim ulazi u donji toranj, jedan tok ide u pojačivač zraka i dijeli se na dva toka nakon prve faze kompresije pojačivača. Jedan tok se direktno izvlači i koristi kao sistemski instrumentalni zrak i zrak uređaja nakon smanjenja pritiska, a drugi tok nastavlja biti pod pritiskom u pojačivaču i dijeli se na dva toka nakon kompresije u drugoj fazi. Jedan tok se izvlači i hladi na sobnu temperaturu i ide na kraj ekspandera turbine za dodatno povećanje pritiska, a zatim se izvlači kroz visokotlačni izmjenjivač topline i ulazi u ekspander za ekspanziju i rad. Ekspandirani vlažni zrak ulazi u separator plina i tekućine, a odvojeni zrak ulazi u donji toranj. Tečni zrak izvučen iz separatora plina i tekućine ulazi u donji toranj kao tečni refluksni zrak, a drugi tok nastavlja biti pod pritiskom u pojačivaču do završne faze kompresije, a zatim se hladi na sobnu temperaturu pomoću hladnjaka i ulazi u visokotlačni izmjenjivač topline s pločastim rebrima radi izmjene topline s tekućim kisikom i refluksnim zagađenim dušikom. Ovaj dio zraka pod visokim pritiskom se ukapljuje. Nakon što se tekući zrak izvuče s dna izmjenjivača topline, nakon prigušenja ulazi u donji toranj. Nakon što se zrak početno destilira u donjem tornju, dobivaju se siromašan tekući zrak, tekući zrak bogat kisikom, čisti tekući dušik i amonijak visoke čistoće. Siromašan tekući zrak, tekući zrak bogat kisikom i čisti tekući dušik se pothlađeni u hladnjaku i prigušeno uvode u gornji toranj radi daljnje destilacije. Tečni kisik dobiven na dnu gornjeg tornja komprimira se pumpom za tekući kisik, a zatim ulazi u visokotlačni izmjenjivač topline s pločastim rebrima radi ponovnog zagrijavanja, a zatim ulazi u mrežu cjevovoda za kisik. Tečni dušik dobiven na vrhu donjeg tornja se izvlači i ulazi u spremnik tekućeg amonijaka. Visokočisti amonijak dobijen na vrhu donjeg tornja se ponovo zagrijava pomoću izmjenjivača toplote niskog pritiska i ulazi u mrežu cjevovoda za amonijak. Niskotlačni dušik dobijen iz gornjeg dijela gornjeg tornja se ponovo zagrijava pomoću izmjenjivača toplote s pločama i rebrima niskog pritiska, a zatim izlazi iz hladne kutije, a zatim se komprimira na 0,45 MPa pomoću kompresora dušika i ulazi u mrežu cjevovoda za amonijak. Određena količina argonske frakcije se ekstrahuje iz sredine gornjeg tornja i šalje u toranj za sirovi ksenonski tok. Ksenonska frakcija se destilira u tornju za sirovi argon kako bi se dobio sirovi tekući argon, koji se zatim šalje u sredinu tornja za rafinirani argon. Nakon destilacije u tornju za rafinirani argon, na dnu tornja se dobija rafinirani tekući ksenon. Prljavi amonijak se izvlači iz gornjeg dijela gornjeg tornja i nakon što se ponovo zagrije hladnjakom, niskotlačnim izmjenjivačem toplote s pločastim rebrima i visokotlačnim izmjenjivačem toplote s pločastim rebrima i izađe iz hladne kutije, dijeli se na dva dijela: jedan dio ulazi u grijač pare sistema za pročišćavanje molekularnim sitom kao plin za regeneraciju molekularnog sita, a preostali prljavi dušikov plin ide u toranj za hlađenje vodom. Kada je potrebno pokrenuti rezervni sistem tekućeg kisika, tekući kisik u spremniku tekućeg kisika se preko regulacijskog ventila prebacuje u isparivač tekućeg kisika, a zatim ulazi u mrežu cjevovoda kisika nakon dobijanja kisika niskog pritiska; kada je potrebno pokrenuti rezervni sistem tekućeg dušika, tekući amonijak u spremniku tekućeg dušika se preko regulacijskog ventila prebacuje u isparivač tekućeg kisika, a zatim se komprimira kompresorom amonijaka kako bi se dobio dušik visokog pritiska i amonijak niskog pritiska, a zatim ulazi u mrežu cjevovoda dušika.
B. KONTROLNI SISTEM
U skladu sa obimom i karakteristikama procesa opreme za separaciju zraka, usvaja se DCS distribuirani kontrolni sistem, u kombinaciji sa odabirom međunarodno naprednih DCS sistema, online analizatora kontrolnih ventila i drugih mjernih i kontrolnih komponenti. Pored toga što može da dovrši procesnu kontrolu jedinice za separaciju zraka, može i da stavi sve kontrolne ventile u siguran položaj kada se jedinica isključi u slučaju nesreće, a odgovarajuće pumpe ulaze u stanje sigurnosne blokade kako bi se osigurala sigurnost jedinice za separaciju zraka. Velike turbinske kompresorske jedinice koriste ITCC kontrolne sisteme (integrisane kontrolne sisteme turbinske kompresorske jedinice) za dovršetak kontrole isključenja zbog prekoračenja brzine, kontrole isključenja u hitnim slučajevima i kontrole protiv prenapona, te mogu slati signale DCS kontrolnom sistemu u obliku fiksnog ožičenja i komunikacije.
C. Glavne tačke praćenja jedinice za separaciju zraka
Analiza čistoće proizvedenog kisika i dušika koji izlaze iz izmjenjivača topline niskog pritiska, analiza čistoće tekućeg zraka donjeg tornja, analiza čistoće tekućeg dušika donjeg tornja, analiza čistoće plina koji izlazi iz gornjeg tornja, analiza čistoće plina koji ulazi u pothladnjak, analiza čistoće tekućeg kisika u gornjem tornju, temperatura nakon ventila za konstantni protok tekućeg zraka refluksa sirovog kondenzatora, indikacija pritiska i nivoa tekućine u separatoru plin-tečnost destilacijskog tornja, indikacija temperature prljavog dušika koji izlazi iz izmjenjivača topline visokog pritiska, analiza čistoće zraka koji ulazi u izmjenjivač topline niskog pritiska, temperatura zraka koji izlazi iz izmjenjivača topline visokog pritiska, temperatura i temperaturna razlika prljavog amonijačnog plina koji izlazi iz izmjenjivača topline, analiza plina na otvoru za ekstrakciju ksenonske frakcije gornjeg tornja: sve to služi za prikupljanje podataka tokom pokretanja i normalnog rada, što je korisno za podešavanje radnih uvjeta jedinice za odvajanje zraka i osiguravanje normalnog rada opreme za odvajanje zraka. Analiza sadržaja dušikovog oksida i acetilena u glavnom hlađenju i analiza sadržaja vlage u pojačanom zraku: kako bi se spriječilo ulazak zraka s vlagom u destilacijski sistem, uzrokujući skrućivanje i blokiranje kanala izmjenjivača topline, utječući na površinu i efikasnost izmjenjivača topline, acetilen će eksplodirati nakon što akumulacija u glavnom hlađenju pređe određenu vrijednost. Protok gasa zaptivke vratila pumpe za tečni kiseonik, analiza pritiska, temperatura grijača ležaja pumpe za tečni kiseonik, temperatura gasa labirintnog zaptivača, temperatura tečnog vazduha nakon ekspanzije, pritisak gasa zaptivke ekspandera, protok, indikacija diferencijalnog pritiska, pritisak ulja za podmazivanje, nivo ulja u rezervoaru i temperatura zadnjeg dela hladnjaka ulja, ekspanzioni kraj turbine, protok ulja na ulazu na kraju pojačala, temperatura ležaja, indikacija vibracija: sve kako bi se osigurao siguran i normalan rad ekspandera turbine i pumpe za tečni kiseonik, i konačno kako bi se osigurao normalan rad frakcionisanja vazduha.
Pritisak u glavnom grijanju molekularnim sitom, analiza protoka, temperature na ulazu i izlazu zraka molekularnog sita (prljavi dušik), indikacija pritiska, temperatura i protok plina za regeneraciju molekularnog sita, indikacija otpora sistema za prečišćavanje, indikacija razlike pritiska na izlazu molekularnog sita, temperatura na ulazu pare, alarm indikacije pritiska, alarm analize H20 na izlazu grijača regeneracijskog plina, alarm temperature na izlazu kondenzata, analiza CO2 na izlazu zraka molekularnog sita, indikacija protoka donjeg tornja na ulazu zraka i pojačivača: kako bi se osigurao normalan rad preključivanja sistema za adsorpciju molekularnog sita i kako bi se osiguralo da je sadržaj CO2 i H20 u zraku koji ulazi u hladnu kutiju na niskom nivou. Indikacija pritiska instrumentalnog zraka: kako bi se osiguralo da instrumentalni zrak za separaciju zraka i instrumentalni zrak koji se dovodi u cjevovodnu mrežu dostignu 0,6 MPa (G) kako bi se osigurao normalan rad proizvodnje.
D. Karakteristike jedinice za separaciju zraka
1. Karakteristike procesa
Zbog visokog pritiska kiseonika u projektu etilen glikola, oprema za separaciju vazduha KDON32000/19000 usvaja ciklus pojačavanja vazduha, unutrašnju kompresiju tečnog kiseonika i proces vanjske kompresije amonijaka, odnosno, pojačavanje vazduha + pumpa za tečni kiseonik + ekspander turbine pojačavača kombinovani su sa razumnom organizacijom sistema izmjenjivača toplote kako bi se zamijenio kompresor kiseonika u procesu vanjskog pritiska. Sigurnosne opasnosti uzrokovane upotrebom kompresora kiseonika u procesu vanjske kompresije su smanjene. Istovremeno, velika količina tečnog kiseonika ekstrahovanog glavnim hlađenjem može osigurati da se minimizira mogućnost akumulacije ugljikovodika u glavnom rashladnom tečnom kiseoniku kako bi se osigurao siguran rad opreme za separaciju vazduha. Proces unutrašnje kompresije ima niže investicione troškove i razumniju konfiguraciju.
2. Karakteristike opreme za separaciju zraka
Samočisteći filter za zrak opremljen je automatskim sistemom upravljanja koji može automatski podesiti vrijeme povratnog ispiranja i prilagoditi program prema veličini otpora. Sistem za prethodno hlađenje koristi visokoefikasan toranj za nasumično punjenje niskog otpora, a distributer tekućine koristi novi, efikasni i napredni distributer, koji ne samo da osigurava potpuni kontakt između vode i zraka, već i osigurava performanse izmjene topline. Na vrhu je postavljen odmašćivač od žičane mreže kako bi se osiguralo da zrak iz tornja za hlađenje zraka ne nosi vodu. Sistem adsorpcije molekularnim sitom koristi dugi ciklus i dvostruki sloj za pročišćavanje. Sistem prebacivanja koristi tehnologiju prebacivanja bez udara, a poseban grijač pare koristi se kako bi se spriječilo curenje grijaće pare na stranu prljavog dušika tokom faze regeneracije.
Cijeli proces destilacijskog tornja koristi međunarodno napredne ASPEN i HYSYS softverske simulacije. Donji toranj koristi visokoefikasan toranj sa sitastim pločama, a gornji toranj standardni toranj za pakovanje kako bi se osigurala brzina ekstrakcije uređaja i smanjila potrošnja energije.
E. Diskusija o procesu istovara i utovara klimatiziranih vozila
1. Uslovi koji moraju biti ispunjeni prije početka separacije zraka:
Prije početka rada, organizujte i napišite plan puštanja u rad, uključujući proces puštanja u rad i postupanje u slučaju hitnih slučajeva itd. Sve operacije tokom procesa puštanja u rad moraju se izvoditi na licu mjesta.
Čišćenje, ispiranje i probni rad sistema za podmazivanje su završeni. Prije pokretanja pumpe za podmazivanje, mora se dodati zaptivni plin kako bi se spriječilo curenje ulja. Prvo se mora izvršiti samocirkulacijska filtracija rezervoara za podmazivanje. Kada se postigne određeni stepen čistoće, cjevovod za ulje se spaja radi ispiranja i filtriranja, ali se filter papir dodaje prije ulaska u kompresor i turbinu i stalno se mijenja kako bi se osigurala čistoća ulja koje ulazi u opremu. Ispiranje i puštanje u rad sistema za cirkulaciju vode, sistema za čišćenje vode i sistema za odvod zraka su završeni. Prije instalacije, cjevovod obogaćen kisikom za odvajanje zraka treba odmastiti, konzervirati i pasivirati, a zatim napuniti zaptivnim plinom. Cjevovodi, mašine, električni uređaji i instrumenti (osim analitičkih instrumenata i mjernih instrumenata) opreme za odvajanje zraka su instalirani i kalibrirani kako bi se kvalificirali.
Sve mehaničke vodene pumpe, pumpe za tečni kiseonik, vazdušni kompresori, pojačivači, ekspanderi turbina itd., koje su u funkciji, ispunjavaju uslove za pokretanje, a neke bi trebalo prvo testirati na jednoj mašini.
Sistem za prebacivanje molekularnog sita ispunjava uslove za pokretanje, a potvrđeno je da program molekularnog prebacivanja može normalno raditi. Zagrijavanje i pročišćavanje parovoda visokog pritiska je završeno. Rezervni sistem instrumentalnog zraka je pušten u upotrebu, održavajući pritisak instrumentalnog zraka iznad 0,6 MPa(G).
2. Čišćenje cjevovoda jedinice za separaciju zraka
Pokrenite sistem podmazivanja uljem i sistem zaptivanja gasa parne turbine, vazdušnog kompresora i pumpe za rashladnu vodu. Prije pokretanja vazdušnog kompresora, otvorite ventil za odzračivanje vazdušnog kompresora i zatvorite ulaz vazduha u rashladni toranj pomoću slijepe ploče. Nakon što se izlazna cijev vazdušnog kompresora pročisti, ispušni pritisak dostigne nazivni ispušni pritisak i cilj pročišćavanja cjevovoda se kvalifikuje, spojite ulaznu cijev rashladnog tornja, pokrenite sistem za prethodno hlađenje vazduhom (prije pročišćavanja, zaptivka rashladnog tornja ne smije biti napunjena; prirubnica ulaza molekularnog sita na ulazu vazduha mora biti odvojena), sačekajte da se cilj kvalifikuje, pokrenite sistem za prečišćavanje molekularnim sitom (prije pročišćavanja, adsorbent molekularnog sita ne smije biti napunjen; prirubnica ulaza hladne kutije na ulazu vazduha mora biti odvojena), zaustavite vazdušni kompresor dok se cilj kvalifikuje, napunite zaptivku rashladnog tornja i adsorbent molekularnog sita, te ponovo pokrenite filter, parnu turbinu, vazdušni kompresor, sistem za prethodno hlađenje vazduha, sistem za adsorpciju molekularnog sita nakon punjenja, najmanje dvije sedmice normalnog rada nakon regeneracije, hlađenja, povećanja pritiska, adsorpcije i smanjenja pritiska. Nakon perioda zagrijavanja, cijevi za zrak sistema nakon adsorbera molekularnog sita i unutrašnje cijevi frakcionacionog tornja mogu se ispuhati. To uključuje izmjenjivače toplote visokog pritiska, izmjenjivače toplote niskog pritiska, pojačivače vazduha, ekspandere turbina i opremu tornja koja pripada separaciji vazduha. Obratite pažnju na kontrolu protoka vazduha koji ulazi u sistem za prečišćavanje molekularnim sitom kako biste izbjegli prekomjerni otpor molekularnog sita koji oštećuje sloj podloge. Prije ispuhivanja frakcionacionog tornja, sve cijevi za zrak koje ulaze u hladnu kutiju frakcionacionog tornja moraju biti opremljene privremenim filterima kako bi se spriječilo da prašina, troska zavarivanja i druge nečistoće uđu u izmjenjivač toplote i utiču na efekat izmjene toplote. Pokrenite sistem ulja za podmazivanje i zaptivnog gasa prije ispuhivanja ekspandera turbine i pumpe za tečni kiseonik. Sve tačke zaptivanja gasa na opremi za separaciju vazduha, uključujući mlaznicu ekspandera turbine, moraju biti zatvorene.
3. Hlađenje bez vode i konačno puštanje u rad jedinice za separaciju zraka
Svi cjevovodi izvan hladne kutije se propušavaju, a svi cjevovodi i oprema u hladnoj kutiji se zagrijavaju i propušavaju kako bi se ispunili uslovi hlađenja i pripremili za test hlađenja bez izolacije.
Kada počne hlađenje destilacijskog tornja, zrak koji ispušta kompresor zraka ne može u potpunosti ući u destilacijski toranj. Višak komprimiranog zraka ispušta se u atmosferu kroz ventilacijski ventil, čime se pritisak na pražnjenju kompresora zraka održava nepromijenjenim. Kako se temperatura svakog dijela destilacijskog tornja postepeno smanjuje, količina udahnutog zraka će se postepeno povećavati. U ovom trenutku, dio refluksnog plina u destilacijskom tornju šalje se u rashladni toranj. Proces hlađenja treba provoditi polako i ravnomjerno, s prosječnom brzinom hlađenja od 1 ~ 2℃/h kako bi se osigurala ujednačena temperatura svakog dijela. Tokom procesa hlađenja, rashladni kapacitet ekspandera plina treba održavati na maksimumu. Kada je zrak na hladnom kraju glavnog izmjenjivača topline blizu temperature ukapljivanja, faza hlađenja završava.
Faza hlađenja hladne kutije se održava određeno vrijeme, a provjeravaju se i popravljaju razna curenja i drugi nedovršeni dijelovi. Zatim se mašina korak po korak zaustavlja, počinje se utovar bisernog pijeska u hladnu kutiju, nakon utovara se korak po korak pokreće oprema za odvajanje zraka i ponovo se ulazi u fazu hlađenja. Imajte na umu da kada se pokrene oprema za odvajanje zraka, regeneracijski plin molekularnog sita koristi zrak pročišćen molekularnim sitom. Kada se oprema za odvajanje zraka pokrene i ima dovoljno regeneracijskog plina, koristi se put protoka prljavog amonijaka. Tokom procesa hlađenja, temperatura u hladnoj kutiji postepeno se smanjuje. Sistem za punjenje amonijaka u hladnoj kutiji treba otvoriti na vrijeme kako bi se spriječio negativni pritisak u hladnoj kutiji. Zatim se oprema u hladnoj kutiji dodatno hladi, zrak počinje da se ukapljuje, tekućina počinje da se pojavljuje u donjem tornju i počinje se uspostavljati proces destilacije gornjeg i donjeg tornja. Zatim se polako podešavaju ventili jedan po jedan kako bi se odvajanje zraka normalno odvijalo.
Ako želite saznati više informacija, slobodno nas kontaktirajte:
Kontakt: Lyan.Ji
Tel: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Vrijeme objave: 24. april 2025.