ASU空気ガス分離プラント医療用酸素プラント

概要

工業用純度窒素プラントは、空気圧縮、吸着精製、極低温蒸留を組み合わせたものです。 それらは99.999パーセントの純度まで窒素を生成します。

窒素生成システムは、安全で信頼性が高く、操作と保守の両方が簡単です。 顧客のニーズに応じて、いくつかのオプションを利用できます。 例えば、それらは、可用性および信頼性を改善するためのスタンバイ蒸発器および貯蔵装置、またはスタンバイ液体貯蔵装置を補足するための液体コージェネレーション装置を含み得る。 同様に、窒素生成システムは、顧客の要件に応じて資本的支出（capex）と運用支出（OPEX）を最適化できます。 これらの機器は、迅速な設置のために完全にパッケージ化されています。

1.酸素プラント

2. ASU誘導：空気分離装置は、大気から空気をその主成分、通常は窒素と酸素、場合によってはアルゴンとその他の希ガスおよび不活性ガスに分離します。

3.製造プロセス：

低い蒸留温度を達成するために、空気分離装置はジュールトムソン効果によって作動する冷凍サイクルを必要とし、冷却装置は断熱エンクロージャー（しばしば「コールドボックス」と呼ばれる）内に保持されなければなりません。 ガスの冷却は、この冷凍サイクルを機能させるために大量のエネルギーを必要とし、空気圧縮機によって提供されます。 最新のASUは、冷却に拡張タービンを使用しています。 エキスパンダーの出力は、エアコンプレッサーの駆動に役立ち、効率が向上します。 このプロセスには、次の主な手順が含まれます

一種の。 圧縮される前に、空気はほこりを取り除くために事前にろ過されます。

b。 空気は圧縮され、最終的な供給圧力は、製品の回収率と流体の状態（気体または液体）によって決まります。 一般的な圧力範囲は5〜10バールゲージです。 空気の流れをさまざまな圧力に圧縮して、ASUの効率を高めることもできます。 圧縮プロセス中に、水は段間冷却器で凝縮します。

C.プロセス空気は通常、モレキュラーシーブベッドを通過して、極低温装置を凍結および詰まらせる可能性のある残留水蒸気と二酸化炭素を除去します。 モレキュラーシーブは、一般に、ガス状炭化水素を空気から除去するように設計されています。これらは、その後の空気蒸留で問題となり、爆発を引き起こす可能性があるためです。 モレキュラーシーブベッドを再生する必要があります。 これは、交互モードで動作する複数のユニットを設置し、乾式共同生産オフガスを使用して水を脱着することによって行われます。

d。 プロセス空気は、統合された熱交換器（通常はプレートフィン熱交換器）を通過し、製品（および廃棄物）の低温ストリームに対して冷却されます。 空気の一部が液化して、酸素が豊富な液体を形成します。 残りのガスは窒素富化され、高圧（HP）蒸留塔でほぼ純粋な窒素（通常<1ppm）に蒸留されます。>

e。 あるいは、ASUが純酸素を生成する場合、低圧（LP）蒸留塔（絶対圧1. 2-1 .3バールで動作）のリボイラーと熱を交換することにより、凝縮器を冷却できます。 圧縮コストを最小限に抑えるために、HP / LPカラムのコンデンサー/リボイラーの組み合わせは、わずか1-2度ケルビンの温度差で動作する必要があり、プレートフィンろう付けアルミニウム熱交換器が必要です。 典型的な酸素純度は97.5パーセントから99.5パーセントの範囲であり、最大酸素回収率に影響を与えます。 液体製品を製造するために必要な冷凍は、圧縮空気を低圧カラムに直接供給するエキスパンダーのJT効果によって得られます。 したがって、空気の一部は分離されず、低圧カラムの上部を廃棄物の流れとして残さなければなりません。

F.アルゴンの沸点（標準状態で87.3 K）は酸素（90.2 K）と窒素（77.4 K）の間にあるため、アルゴンは低圧カラムの下部に蓄積します。 アルゴンを生成する場合、蒸気側のドローは、アルゴン濃度が最も高い低圧カラムから引き出されます。 それは別のカラムに送られ、アルゴンを所望の純度に整流し、そこから液体がLPカラムの同じ場所に戻されます。 1 ppm未満のアルゴン純度は、圧力損失が非常に低い最新の構造化パッキングを使用して実現できます。 アルゴンは1％未満でフィードに存在しますが、空気アルゴンカラムは、アルゴンカラムに必要な高い還流比（約30）のため、多くのエネルギーを必要とします。 アルゴンカラムの冷却は、冷間膨張した濃厚な液体または液体窒素によって提供できます。

G.最後に、ガス状で生成された製品は、流入する空気中で周囲温度に加熱されます。 これには、注意深く設計された熱統合が必要であり、外乱に対する堅牢性を考慮に入れる必要があります（モレキュラーシーブベッドの切り替えによる）。 起動時に追加の外部冷却が必要になる場合もあります。

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