Uned Gwahanu Aer ar gyfer Cemegol

Mae technoleg gwahanu aer cryogenig wedi cael ei defnyddio'n llwyddiannus ers blynyddoedd lawer i ddarparu ocsigen ar gyfer nwyeiddio amrywiol borthiant hydrocarbon i gynhyrchu syngas ar gyfer cynhyrchu tanwydd, cemegolion a chynhyrchion gwerthfawr eraill. Ymhlith yr enghreifftiau mae'r
Trosi gwastraff hylif a solet o burfeydd i hydrogen i'w ddefnyddio y tu mewn i burfeydd, yn ogystal â chyd-gynhyrchu trydan dŵr, a'r diddordeb cynyddol mewn prosesau hylifedd nwy naturiol sy'n trosi nwy naturiol yn olew crai synthetig, cwyr a thanwydd. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, er mwyn lleihau cost offer neu wella effeithlonrwydd, mae'r cyfuniad o broses gynhyrchu ocsigen a ffatri brosesu hydrocarbon i lawr yr afon wedi cael mwy a mwy o sylw. Disgrifir prosesau cynhyrchu ocsigen traddodiadol a datblygol a chynlluniau integredig i wella economi'r cyfleusterau hyn.

 

Nghynnwys

1.Overview o dechnoleg prosesu nwy diwydiannol nad yw'n gryogenig

   1.1 arsugniad

   1.2 System pilen polymer

2. Tymheredd Tymheredd Technoleg Prosesu Nwy Diwydiannol

   2.1 Trosolwg o Brosesu Cryogenig

   2.2 Cylch cywasgu cywasgu cywasgu

   2.3 Pwmpio Cylch Hylif Beicio Hylif

   2.4 cylchoedd pwysedd isel a gwasgedd uchel

3.Comarison o ddewisiadau amgen a gwelliannau technoleg

4. Casgliad

Cyswllt nawr

1.Overview o dechnoleg prosesu nwy diwydiannol nad yw'n gryogenig

1.1 arsugniad

Mae'r broses arsugniad yn seiliedig ar allu rhai deunyddiau naturiol a synthetig i hysbysebu nitrogen yn ffafriol. Yn achos zeolites, mae maes trydan annynol yn bodoli yng ngwalyn y deunydd, gan arwain at arsugniad ffafriol moleciwlau sy'n fwy polareiddio, fel y rhai ag eiliadau pedwarplyg electrostatig mwy. Felly, wrth wahanu aer, mae moleciwlau nitrogen yn cael eu adsorbed yn gryfach na moleciwlau ocsigen neu argon. Wrth i aer fynd trwy haen o ddeunydd zeolite, mae'r nitrogen yn cael ei gadw ac mae nant llawn ocsigen yn gadael yr haen zeolite. Mae rhidyllau moleciwlaidd carbon o'r un drefn o faint â moleciwlau aer. Gan fod moleciwlau ocsigen ychydig yn llai na moleciwlau nitrogen, maent yn tryledu i geudodau'r adsorbent yn gyflymach. Felly, mae rhidyllau moleciwlaidd carbon yn ddetholus ar gyfer ocsigen ac mae rhidyllau moleciwlaidd yn ddetholus ar gyfer nitrogen. Defnyddir zeolites yn gyffredin mewn prosesau cynhyrchu ocsigen sy'n seiliedig ar arsugniad. Mae aer cywasgedig yn cael ei fwydo i mewn i long sy'n cynnwys yr adsorbent. Mae nitrogen yn cael ei adsorbed a chynhyrchir nant dŵr gwastraff sy'n llawn ocsigen nes bod y gwely yn dirlawn â nitrogen. Ar y pwynt hwn, mae'r aer bwyd anifeiliaid yn cael ei newid i long ffres a gall adfywio'r gwely cyntaf ddechrau. Gellir adfywio trwy gynhesu'r gwely neu leihau pwysau'r gwely, a thrwy hynny leihau cynnwys nitrogen ecwilibriwm yr adsorbent. Cyfeirir at wresogi fel arfer fel arsugniad swing tymheredd (TSA) a chyfeirir at leihau'r pwysau fel arsugniad swing pwysau neu swing gwactod (PSA neu VSA). Mae gan lai o bwysau gylch byr ac mae'n syml i'w weithredu, gan ei gwneud y broses a ffefrir ar gyfer planhigion gwahanu aer. Mae amrywiadau proses sy'n effeithio ar effeithlonrwydd gweithredu yn cynnwys pretreatment yr aer i gael gwared ar ddŵr a charbon deuocsid ar wahân, gwelyau lluosog i ganiatáu adfer ynni pwysau wrth newid gwelyau, a gweithredu gwactod yn ystod llai o bwysau. Mae'r system wedi'i optimeiddio yn seiliedig ar lif cynnyrch, purdeb, pwysau, defnyddio ynni, a bywyd disgwyliedig gwasanaeth. Mae purdeb ocsigen fel arfer yn 93% i 95% yn ôl cyfaint.

 

1.2 System pilen polymer

Mae prosesau pilen sy'n defnyddio deunyddiau polymerig yn seiliedig ar y gwahaniaethau yng nghyfraddau trylediad ocsigen a nitrogen trwy bilen sy'n gwahanu ffrydiau proses pwysedd uchel a phwysau isel. Mae fflwcs a detholusrwydd yn ddau eiddo sy'n pennu economeg system bilen, ac mae'r ddau yn swyddogaethau'r deunydd pilen penodol. Mae fflwcs pilen yn pennu arwynebedd y bilen ac mae'n swyddogaeth o'r gwahaniaeth pwysau wedi'i rannu â thrwch y bilen. Gelwir y cysonyn cymesuredd sy'n amrywio yn ôl y math o bilen yn athreiddedd. Detholusrwydd yw cymhareb athreiddedd y nwyon sydd i'w gwahanu. Mae'r rhan fwyaf o ddeunyddiau pilen yn fwy athraidd i ocsigen nag i nitrogen oherwydd maint llai y moleciwl ocsigen. Yn gyffredinol, mae systemau pilen yn gyfyngedig i gynhyrchu aer wedi'i gyfoethogi ocsigen (25% i 50% ocsigen). Mae pilenni trosglwyddo gweithredol neu wedi'u hwyluso yn cynnwys asiant cymhlethu ocsigen i gynyddu detholusrwydd ocsigen ac maent yn ddull posibl o gynyddu purdeb ocsigen mewn systemau pilen, gan dybio bod deunyddiau pilen sy'n gydnaws ag ocsigen ar gael hefyd. Un o fantais fawr o wahanu pilen yw symlrwydd y broses, ei pharhad, a'i weithrediad ar amodau bron yn ambient. Mae'r chwythwr yn darparu digon o bwysau pen i oresgyn y cwymp pwysau ar draws yr hidlwyr, tiwbiau pilen, a phibellau. Mae deunyddiau pilen fel arfer yn cael eu hymgynnull mewn modiwlau silindrog sydd wedi'u cysylltu gyda'i gilydd gan gysylltiadau lluosog i ddarparu'r gallu cynhyrchu gofynnol. Mae ocsigen yn treiddio trwy'r ffibrau (math o ffibr gwag) neu trwy'r cynfasau (math o glwyf troellog) ac mae'n cael ei dynnu fel cynnyrch. Mae pwmp gwactod fel arfer yn cynnal y gwahaniaeth pwysau ar draws y bilen ac yn cyflwyno'r ocsigen ar y pwysau gofynnol. Mae carbon deuocsid a dŵr fel arfer yn bresennol yn y cynnyrch aer wedi'i gyfoethogi ocsigen oherwydd eu bod yn fwy athraidd nag ocsigen i'r mwyafrif o ddeunyddiau pilen. Fodd bynnag, mae'n hawdd addasu systemau pilen i gymwysiadau o hyd at 20 tunnell y dydd, lle gellir goddef purdeb yr aer â dŵr a halogion carbon deuocsid. Mae'r dechnoleg hon yn fwy newydd nag arsugniad neu dechnolegau cryogenig, a gall gwelliannau mewn deunyddiau wneud pilenni yn fwy deniadol ar gyfer gofynion ocsigen mwy.

 

2. Tymheredd Tymheredd Technoleg Prosesu Nwy Diwydiannol

2.1 Trosolwg o Brosesu Cryogenig

Ar hyn o bryd technoleg gwahanu aer cryogenig yw'r dechnoleg fwyaf effeithlon a chost-effeithiol ar gyfer cynhyrchu llawer iawn o ocsigen nwyol neu hylif, nitrogen ac argon. Mae unedau gwahanu aer (ASUs) yn defnyddio proses ddistyllu cryogenig aml-golofn gonfensiynol i gynhyrchu ocsigen o aer cywasgedig ar adferiad uchel a phurdeb. Gall technoleg cryogenig hefyd gynhyrchu nitrogen purdeb uchel fel llif sgil-gynhyrchu defnyddiol am gost gynyddrannol gymharol isel. Yn ogystal, gellir ychwanegu argon hylif, ocsigen hylif, a nitrogen hylif at y llechen cynnyrch ar gyfer storio copi wrth gefn cynnyrch neu werthiannau sgil -gynnyrch ar gostau cyfalaf a thrydan cynyddrannol isel. Mae ymchwil yn parhau ar ffyrdd o gynyddu cynhyrchiant trenau offer unigol fel ffordd o leihau costau uned trwy economïau maint. Mae'r rhan fwyaf o offer yn defnyddio moduron trydan confensiynol i yrru'r offer i gywasgu porthiant aer i'r ASU, yn ogystal ag ocsigen a ffrydiau cynnyrch eraill. Mae'n werth nodi bod cyfleusterau IGCC yn derbyn eu holl gyflenwad aer trwy dynnu aer o'r tyrbinau nwy a ddefnyddir yn y cylch cyfun i gynhyrchu trydan o nwy synthesis glo.

 

2.2 Cylch cywasgu cywasgu cywasgu

Mae prosesau gwahanu aer fel arfer yn cynhyrchu llif cynnyrch nwy ychydig yn uwch na gwasgedd atmosfferig a thymheredd amgylchynol bron. Yn nodweddiadol mae'r ocsigen cynnyrch yn gadael y prif gyfnewidydd gwres ar bwysedd isel, yn amrywio o 3.5 i 7 0. 0 MPa, ac mae trên cywasgydd allgyrchol gyda chyfradd llif cyfaint mewnfa gymharol uchel yn danfon y cynnyrch ar y pwysau gofynnol.

 

2.3 Pwmpio Cylch Hylif Beicio Hylif

Gellir cymryd cynhyrchion hylif o'r cyfnewidwyr gwres cryogenig i fyny'r afon o'r adran ddistyllu ar gyfer anweddu a gwresogi. Gellir pwmpio'r cynhyrchion hyn i'r pwysau dosbarthu a ddymunir neu'r pwysau canolradd. Fodd bynnag, gan fod y pŵer sy'n ofynnol i gynhyrchu cynhyrchion hylif o system ddistyllu 2 i 3 gwaith o gynhyrchu cynhyrchion nwyol, rhaid i'r cylch fod yn effeithlon wrth adfer yr oergell sydd wedi'i chynnwys yn y llif cynnyrch pwmp. Cyflawnir hyn trwy gyddwyso'r llif cynnyrch anweddedig yn y cyfnewidydd gwres cryogenig yn erbyn aer pwysedd uchel neu ffrwd porthiant nitrogen. Dychwelir yr aer hylifedig neu'r porthiant nitrogen i'r adran ddistyllu ar gyfer rheweiddio. Gelwir cylchoedd proses hylif wedi'u pwmpio sy'n pwmpio ffrydiau cynnyrch i bwysau canolradd yn allfa'r uned gwahanu aer yn gylchoedd hylif pwmp rhannol ac mae angen offer ychwanegol arnynt i gywasgu'r llif cynnyrch i'r pwysau dosbarthu terfynol. Mae pwmpio ffrydiau'r cynnyrch yn llawn neu'n rhannol yn ychwanegu graddau arall o ryddid wrth optimeiddio'r cylch cryogenig a gall ddileu neu leihau maint y cywasgydd ocsigen.

2.4 cylchoedd pwysedd isel a gwasgedd uchel
Mae cylchoedd uned gwahanu aer gwasgedd isel (LP) yn seiliedig ar gywasgu'r aer bwyd anifeiliaid yn unig gyda'r gofyniad pwysau i wrthod y sgil -gynnyrch nitrogen ar bwysedd atmosfferig. Felly, mae pwysau aer bwyd anifeiliaid fel arfer yn amrywio rhwng 360 a 6 000 MPa, yn dibynnu ar burdeb ocsigen a'r lefel a ddymunir o effeithlonrwydd ynni. Mae cylchoedd ASU pwysedd uchel yn cynhyrchu ffrydiau cynnyrch a sgil-gynnyrch ar bwysau ymhell uwchlaw pwysau atmosfferig, fel rheol sydd angen cydrannau cryogenig llai a mwy cryno yn nodweddiadol, a all arbed costau. Mae cylchoedd EP fel arfer yn defnyddio pwysau aer bwyd anifeiliaid sy'n fwy na 700 MPa. Efallai y bydd y cylch EP yn briodol pan fydd pob un o'r sgil -gynnyrch nitrogen neu bron pob un o'r sgil -gynnyrch nitrogen wedi'i gywasgu fel llif cynnyrch. Yn ogystal, mae'r cylch EP yn aml yn cael ei ddewis i integreiddio'r ASU ag unedau proses eraill, fel tyrbinau nwy.

 

3.Comarison o ddewisiadau amgen a gwelliannau technoleg

 

Bydd prosesau arsugniad a philen polymer yn parhau i wella mewn costau ac effeithlonrwydd ynni trwy ymchwil a datblygu parhaus adsorbents a deunyddiau pilen. Nid oes disgwyl i'r naill dechnoleg na'r llall herio technoleg cryogenig yn ei gallu i gynhyrchu llawer iawn o ocsigen, yn enwedig ar burdebau uwch. Mae systemau arsugniad a philen yn cynhyrchu nitrogen sgil -gynnyrch sy'n cynnwys llawer iawn o ocsigen. Os oes angen nitrogen purdeb uchel, rhaid defnyddio deoxygenation ychwanegol neu systemau puro eraill i wella ansawdd nitrogen. Ni all y naill broses na'r llall gynhyrchu nwyon argon neu fonheddig yn uniongyrchol. Mae angen offer cryogenig ychwanegol neu gludo cynnyrch o offer planhigion ar gyfer cynhyrchu ocsigen hylif neu nitrogen ar gyfer copi wrth gefn o'r system. Ar y llaw arall, mae prosesau arsugniad a philen yn symlach ac yn fwy goddefol na thechnolegau cryogenig. Gall aer sy'n cael ei dynnu o'r cywasgydd tyrbin nwy fodloni gofynion bwyd anifeiliaid yr ASU yn rhannol neu'n llwyr. Mewn cyfluniad syml, bydd pwysau distyllu ASU yn gosod y pwysau aer echdynnu. Os yw'r llif aer echdynnu yn llai na chyfanswm yr ASU sy'n ofynnol, defnyddir cywasgydd aer ategol, y bydd ei bwysau gollwng yn cyfateb i'r pwysau aer echdynnu. Os yw'r cyflenwad aer a dynnwyd oddeutu chwarter cyfanswm y galw ASU, gellir sefydlu pwysau distyllu ASU yn annibynnol a gellir defnyddio proses hylif wedi'i bwmpio.

Mae'r aer echdynnu pwysedd uchel yn berwi ocsigen hylif dan bwysau neu nitrogen yn y parth cyfnewid gwres cryogenig. Mae'r cyflenwad aer cywasgedig ategol yn gosod pwysau distyllu ASU.

Mewn cyfleusterau sy'n defnyddio tyrbinau nwy, gellir tynnu aer am amryw resymau.
Fel porthiant i uned gwahanu aer, fel aer oeri "gwacáu" ar gyfer y tyrbin ei hun, neu ofynion eraill ar gyfer aer dan bwysau yn y cyfleuster. Mae'r aer a dynnwyd yn cynnwys gwres gwerthfawr y gellir ei adfer trwy hylif berwedig ar lefelau tymheredd arwahanol, neu trwy drosglwyddo gwres synhwyrol i hylif arall. Un dosbarth o gymwysiadau sy'n defnyddio gwres wedi'i adfer yw adfywio toddyddion, sy'n broses sy'n perfformio cam amsugno nwy/hylif yn gyntaf ac yna'n trosglwyddo gwres i'r hylif i gynhyrchion nwyol desorb neu halogyddion. Mae'r cam hwn yn meddu ar yr eiddo bod enghreifftiau o brosesau a all elwa o'r integreiddio gwres hwn yn cynnwys, ond heb fod yn gyfyngedig i, y gweithrediadau uned canlynol sydd i'w cael mewn nwyeiddio hydrocarbon neu gyfleusterau prosesu hydrocarbon. Adfywio system pretreatment aer wedi'i seilio ar hylif fel rhan o uned gwahanu aer cryogenig. Gall camau amsugno sy'n seiliedig ar hylif i dynnu halogion o ffrydiau porthiant aer i blanhigion gwahanu aer elwa o adferiad gwres aer echdynnol. Mewn un ymgorfforiad, mae aer poeth yn cael ei oeri o'i gymharu â'r gwaelodion hylifol o golofn amsugnwr. Mae'r aer wedi'i oeri yn mynd i mewn i'r golofn ac yn cysylltu'r amsugnwr hylif, lle mae amhureddau yn y llif aer yn cael eu hamsugno i'r hylif. Mae'r cam gwresogi aer-i-amsugnol yn dadleoli'r halogion o'r hylif amsugnol, sydd wedyn yn cael ei ddychwelyd i'r golofn amsugnol. Gall y system amsugno gynnwys un neu fwy o hylifau mewn sawl cam amsugno i gynyddu tynnu effeithlonrwydd neu ddefnyddio amsugnyddion penodol i dynnu amhureddau penodol o'r llif aer. Gall adfywio amsugnol gynnwys gwresogi o ffynonellau eraill, ynghyd â gwresogi i leihau pwysau i amhureddau desorb. Gellir adfer gwres o'r aer a dynnwyd trwy gyswllt anuniongyrchol yr aer poeth â hylif proses, neu trwy drosglwyddo gwres o aer i hylif gweithio fel stêm neu nwy anadweithiol. Yn yr enghraifft hon, mae'r lefel uchel o wres a gynhyrchir o'r ffynhonnell aer a dynnwyd yn cael ei throsglwyddo i'r llif nitrogen sy'n dychwelyd i'r tyrbin nwy. Mae'r aer a echdynnwyd yn cael ei oeri ymhellach trwy gyswllt â'r gwaelodion cyfoethog amsugnwr a ddefnyddir i drin porthiant aer i'r ASU.
Gellir cyflawni'r cam trosglwyddo gwres hwn hefyd mewn systemau amsugno eraill yn ardal gwaith cynnyrch Pox neu Pox y planhigyn. Yn dibynnu ar y deunydd toddydd ac amsugno, gellir dileu camau adfer gwres lefel uchel a defnyddio'r holl wres aer wedi'i dynnu ar gyfer adfywio amsugnwr.
Gellir prosesu'r CO2 a'i werthu fel sgil-gynnyrch, neu ei ddefnyddio yn y planhigyn. Enghraifft yw dychwelyd y CO2 i'r tyrbin nwy fel diluent ychwanegol.

 

4.Conclusion

Prosesau cryogenig ar hyn o bryd yw'r dull a ffefrir ar gyfer cyflenwi nwyon diwydiannol i gyfleusterau mawr. Gall integreiddio gwres, rheweiddio, ffrydiau proses a gwastraff rhwng prosesau nwy diwydiannol ac unedau eraill ledled y cyfleuster wella effeithlonrwydd a lleihau costau. Gall cysyniadau integreiddio gwres datblygedig hwyluso'r defnydd o brosesau cemegol neu ITM yn y dyfodol.