Kisik industrijske razine ključni je resurs u raznim sektorima, od proizvodnje čelika i kemijske proizvodnje do obrade otpadnih voda i medicinske primjene. Kao vodeći dobavljač postrojenja za proizvodnju kisika, uzbuđen sam što vas mogu provesti kroz zamršen proces kako postrojenje za proizvodnju kisika proizvodi kisik industrijske kvalitete.
Razumijevanje izvora: Zrak
Primarni izvor kisika za industrijsku proizvodnju je zrak koji udišemo. Zrak je mješavina približno 78% dušika, 21% kisika i 1% drugih plinova kao što su argon, ugljični dioksid i tragovi neona, helija i metana. Proces ekstrakcije kisika iz zraka uključuje nekoliko ključnih koraka, od kojih je svaki osmišljen za odvajanje i pročišćavanje kisika u skladu s industrijskim standardima.
Kompresija zraka
Prvi korak u procesu proizvodnje kisika je kompresija zraka. Ambijentalni zrak se uvlači u postrojenje za kisik kroz usisni sustav i zatim komprimira na visoki tlak, obično između 5 i 10 bara. Ova kompresija povećava gustoću zraka, što olakšava odvajanje pojedinačnih komponenti. Kompresija se obično postiže pomoću velikih kompresora, koji se mogu pokretati strujom ili parom.
Predobrada zraka
Nakon što je zrak komprimiran, prolazi kroz prethodnu obradu za uklanjanje nečistoća kao što su prašina, vodena para i ugljični dioksid. Ove nečistoće mogu prouzročiti probleme u naknadnom procesu odvajanja i također mogu kontaminirati konačni produkt kisika.
Prašina se uklanja pomoću filtara koji mogu biti izrađeni od različitih materijala poput stakloplastike ili aktivnog ugljena. Vodena para se uklanja kroz proces koji se naziva adsorpcija, gdje komprimirani zrak prolazi kroz sloj materijala za sušenje, kao što je silikagel ili molekularna sita. Ovi materijali imaju visok afinitet prema vodi i mogu učinkovito ukloniti vlagu iz zraka.
Ugljični dioksid se također uklanja adsorpcijom, obično pomoću molekularnog sita. Molekularna sita su porozni materijali s određenom veličinom pora koja im omogućuje selektivnu adsorpciju određenih molekula na temelju njihove veličine i oblika. U slučaju uklanjanja ugljičnog dioksida, molekularno sito je dizajnirano za adsorpciju ugljičnog dioksida dok omogućuje prolaz drugim plinovima.
Kriogena destilacija
Srce procesa proizvodnje kisika je kriogena destilacija, koja se temelji na načelu da različiti plinovi imaju različita vrelišta. Na vrlo niskim temperaturama, zrak se može ukapiti, a pojedinačne komponente se mogu odvojiti destilacijom.
Prethodno obrađeni komprimirani zrak se hladi na ekstremno niske temperature, obično ispod - 170°C, pomoću niza izmjenjivača topline i rashladnih sustava. Kako se zrak hladi, on se ukapljuje, a tekući zrak se zatim dovodi u destilacijski stupac.
U destilacijskoj koloni tekući zrak se razdvaja na pojedinačne komponente na temelju njihovih vrelišta. Dušik ima niže vrelište (- 196°C) od kisika (- 183°C), pa prvi isparava i penje se na vrh kolone, dok kisik ostaje u tekućoj fazi i skuplja se na dnu. Proces odvajanja je poboljšan upotrebom ladica ili materijala za pakiranje unutar kolone, koji osiguravaju veliku površinu za izmjenu topline i mase između parne i tekuće faze.
Pročišćavanje
Kisik dobiven postupkom kriogene destilacije obično je čistoće oko 99,5%. Međutim, za neke industrijske primjene mogu biti potrebne veće razine čistoće. Da bi se to postiglo, kisik može proći daljnje korake pročišćavanja.
Jedna uobičajena metoda pročišćavanja je katalitička oksidacija, gdje se količine nečistoća u tragovima kao što su ugljikov monoksid i ugljikovodici oksidiraju u ugljični dioksid i vodu pomoću katalizatora. Ugljični dioksid i voda tada se mogu ukloniti adsorpcijom ili drugim tehnikama odvajanja.
Druga metoda pročišćavanja je adsorpcija pod pritiskom (PSA), koja se može koristiti za uklanjanje zaostalog dušika i drugih nečistoća iz kisika. PSA radi na principu da određeni adsorpcijski materijali imaju veći afinitet prema dušiku nego prema kisiku pri visokim tlakovima. Promjenom tlaka u sloju adsorpcijskog materijala, dušik se može selektivno adsorbirati i ukloniti iz struje kisika.
Skladištenje i distribucija
Nakon što je kisik proizveden i pročišćen, pohranjuje se u velike spremnike ili cilindre. Kisik se može skladištiti u plinovitom ili tekućem stanju, ovisno o primjeni i potrebnom volumenu kisika.
Plinoviti kisik obično se skladišti u visokotlačnim cilindrima ili u velikim spremnicima pod tlakom do 200 bara. Tekući kisik pohranjuje se u izoliranim kriogenim spremnicima na vrlo niskim temperaturama i može se pohraniti u mnogo većim količinama od plinovitog kisika.
Za distribuciju, kisik se može transportirati kamionima, vagonima ili cjevovodima. Kamioni se obično koriste za dostavu kisika malih do srednjih razmjera, dok se cjevovodi koriste za distribuciju velikih razmjera na velike udaljenosti.
Uloga napredne opreme
U modernim postrojenjima za proizvodnju kisika napredna oprema igra ključnu ulogu u osiguravanju učinkovite i pouzdane proizvodnje kisika. Na primjer,LNG procesno postrojenjetehnologija se može integrirati u proces proizvodnje kisika kako bi se optimizirala potrošnja energije i poboljšala ukupna učinkovitost postrojenja. LNG procesna postrojenja mogu pružiti izvor hladne energije, koja se može koristiti u procesu kriogene destilacije, smanjujući potrebu za vanjskim hlađenjem.
Drugi važan dio opreme jeKriogeni separator plina. Kriogeni separatori plinova dizajnirani su za učinkovito odvajanje različitih plinova na niskim temperaturama, osiguravajući proizvodnju kisika visoke čistoće. Ovi separatori koriste napredne materijale i tehnike dizajna kako bi smanjili prijenos topline i poboljšali učinkovitost odvajanja.
Kontakt za nabavu
Ako ste na tržištu za postrojenje za proizvodnju kisika ili trebate industrijski kisik za svoje poslovanje, pozivam vas da nam se obratite. Imamo tim stručnjaka koji vam mogu pružiti rješenja prilagođena vašim specifičnim zahtjevima. Bilo da trebate malo postrojenje za proizvodnju kisika za lokalnu tvrtku ili veliko industrijsko postrojenje za proizvodnju kisika, mi imamo iskustvo i stručnost da zadovoljimo vaše potrebe. Kontaktirajte nas danas kako bismo započeli proces nabave i razgovarali o tome kako vam možemo pomoći u postizanju vaših ciljeva proizvodnje kisika.
Reference
- Kohl, AL i Nielsen, RB (1997). Pročišćavanje plinova. Gulf Publishing Company.
- Perry, RH i Green, DW (1997). Perryjev priručnik za kemijske inženjere. McGraw - Hill.
- Walas, SM (1985). Oprema za kemijske procese: izbor i dizajn. Butterworth - Heinemann.
