Šta je kriogena obrada

Glavni zračni kompresor (MAC)

MAC komprimira atmosferski vazduh, uglavnom na 60-90 PSIG i isporučuje ga u sistem. Ove kompresore obično pokreću električni motori. Međustepeni hladnjaci su predviđeni za uklanjanje toplote kompresije između svakog stepena kompresora, kojih obično ima 2-3.

Front End Clean Up

Moderni ASU koriste jedinicu za prečišćavanje (PPU), koja uklanja vlagu, CO2 i većinu ugljikovodika iz zraka. Vlagu i CO2 se moraju ukloniti kako bi se spriječilo stvaranje leda i suhog leda kasnije u procesu. PPU se obično sastoji od rashladnog uređaja za hlađenje zraka na 40-55F, separatora kondenzata za uklanjanje slobodne vode i 2 posude napunjene sredstvom za sušenje i sitom od mola, koji adsorbira kontaminante dok propušta zrak. Jedan sloj je uvijek uključen u proces, dok se drugi sloj regenerira zagrijanim otpadnim dušikom kako bi se uklonile nakupljene zagađivače. Kreveti se automatski mijenjaju svakih 5-8 sati. Vazduh iz PPU je veoma blizu vlage i bez CO2.

Neki stariji ASU koriste reverzibilne izmenjivače toplote da bi izvršili čišćenje prednjeg kraja. Ovi sistemi sadrže posebne kriogene izmenjivače toplote koji zamrzavaju vlagu i CO2, omogućavajući čistom vazduhu da struji u proces destilacije. Prolazi u izmjenjivaču topline se mijenjaju svakih 3-10 minuta nizom leptirastih i nepovratnih ventila. Jedan prolaz uklanja kontaminante dok se drugi regeneriše odlazećim otpadnim gasovima.

Iako je uklanjanje vlage i CO2 pomoću reverznih izmjenjivača topline ekonomično i po kapitalnim i po operativnim troškovima.

Coldbox

Hladnjak sadrži kriogene izmjenjivače topline, destilacijske kolone i pripadajuće ventile i cijevi. Pošto su delovi ovog sistema veoma hladni, sve komponente se montiraju unutar rashladne kutije, a zatim oblažu izolacijom. Rashladne kutije mogu biti pravougaone ili cilindrične i obično su visoke, neke preko 200′ u zavisnosti od kapaciteta i tipa Argon sistema.

Moderne rashladne komore su punjene perlitnom izolacijom koja je lagana i lako se postavlja i uklanja, kada je to potrebno. Starije hladnjače mogu biti čvrsto napunjene kriogenom kamenom vunom, koja se ručno pakuje do 14 funti po kubnoj stopi. Veoma je dugotrajno za instaliranje i uklanjanje.

Expander

Svi ASU osim nekih vrlo malih jedinica imaju ekspandere. Ekspanderi obezbeđuju potrebno hlađenje za proizvodnju tečnosti u sistemu destilacione kolone. Zrak, dušik ili otpadni dušik se dovodi u ekspander, uzrokujući okretanje kotača i prijenos energije na kompresor, generator ili uljnu kočnicu. Ovaj prijenos energije uzrokuje hlađenje plina. Kako se proces nastavlja, izlazna temperatura ekspandera na kraju dostigne projektnu temperaturu dok hladi sistem kolone.

Sistem tekućeg argona

Postoje 2 uobičajena tipa sistema tečnog argona. Mnoga postrojenja uopće ne pružaju opremu za odvajanje argona. U ovim slučajevima, većina argona jednostavno izlazi iz ASU sa otpadnim gasom. Prvi tip koristi kolonu sirovog argona koja koncentriše argon do 2-3% sadržaja O2 iz izvora iz kolone niskog pritiska od 88-92% O2. Ovaj sirovi argon se zagreva i meša sa vodonikom pre nego što uđe u katalitički reaktor, gde se H2 i O2 kombinuju u vodu. Ovaj vlažni argon se zatim suši i ponovo hladi na kriogene temperature nakon čega se H2 i N2 uklanjaju u separatoru i destilacionoj koloni, respektivno.

Sistemi kriogenog argona zavise isključivo od destilacije za prečišćavanje. Pošto je potreban veliki broj tacni ili pakovanja da se argon odvoji od kiseonika, ovi stubovi mogu biti visoki i preko 200 stopa. Mnoga nova postrojenja koriste kriogene sisteme argona kako bi se izbjeglo korištenje argonskog kompresora i vodika u procesu. Loša strana je dugo vrijeme oporavka kako bi se postigla čistoća nakon pokretanja ili poremećaja u procesu, mnogo puta u trajanju od 48 sati.

ASU-plant