Kriyojenik İşleme Nedir?

Ana Hava Kompresörü (MAC)

MAC atmosferik havayı genellikle 60-90 PSIG'ye kadar sıkıştırır ve sisteme iletir. Bu kompresörler normalde elektrik motorlarıyla çalıştırılır. Normalde 2-3 adet olan kompresörün her aşaması arasındaki sıkıştırma ısısını gidermek için ara kademe soğutucuları sağlanır.

Ön Uç Temizleme

Modern ASU'lar, havadaki nemi, CO2'yi ve çoğu hidrokarbonu temizleyen bir Ön Arıtma Ünitesi (PPU) kullanır. Proseste daha sonra buz ve kuru buz oluşmasını önlemek için nem ve CO2 giderilmelidir. Bir PPU tipik olarak havayı 40-55F'ye kadar soğutmak için bir soğutucudan, serbest suyu çıkarmak için bir yoğuşma ayırıcısından ve havanın geçmesine izin verirken kirletici maddeleri adsorbe eden kurutucu ve mol elek malzemesiyle doldurulmuş 2 kaptan oluşur. Bir yatak her zaman proseste çalışır durumdayken diğer yatak, biriken kirletici maddelerin uzaklaştırılması için ısıtılmış atık Azot ile yenilenir. Yataklar her 5-8 saatte bir otomatik olarak değiştirilir. PPU'dan gelen hava neme çok yakındır ve CO2 içermez.

Bazı eski ASU'lar, ön uç temizliğini gerçekleştirmek için ters ısı eşanjörlerini kullanır. Bu sistemler, nemi ve CO2'yi dondurarak temiz havanın damıtma işlemine akmasını sağlayan özel kriyojenik ısı eşanjörleri içerir. Isı eşanjöründeki geçişler bir dizi kelebek ve çek valf ile her 3-10 dakikada bir değiştirilir. Bir geçiş kirletici maddeleri uzaklaştırırken, diğeri dışarı çıkan atık gazlar tarafından yeniden üretilir.

Ters ısı eşanjörleri ile nem ve CO2 giderimi hem sermaye maliyeti hem de işletme maliyeti açısından ekonomik olmasına rağmen.

Soğuk kutu

Soğuk kutu, kriyojenik ısı eşanjörlerini, damıtma kolonlarını ve ilgili vanaları ve boruları içerir. Bu sistemin parçaları çok soğuk olduğundan, tüm bileşenler soğuk kutunun içine monte edilir ve daha sonra izolasyonla kaplanır. Soğuk kutular dikdörtgen veya silindirik olabilir ve genellikle uzundur; Argon sisteminin kapasitesine ve türüne bağlı olarak bazıları 200′'ün üzerindedir.

Modern soğuk kutular, hafif ve gerektiğinde takılması ve çıkarılması kolay olan perlit izolasyonu ile doldurulmuştur. Daha eski soğuk kutular, ayak küp başına 14 pound'a kadar elle paketlenen kriyojenik taşyünü ile sıkı bir şekilde paketlenebilir. Kurulumu ve kaldırılması oldukça zaman alıcıdır.

Genişletici

Bazı çok küçük birimler dışındaki tüm ASU'larda genişleticiler bulunur. Genişleticiler, damıtma kolonu sisteminde sıvı üretmek için gerekli soğutmayı sağlar. Hava, Azot veya Atık Azot genişleticiye beslenir ve tekerleğin dönmesine ve enerjiyi bir kompresöre, jeneratöre veya yağ frenine aktarmasına neden olur. Bu enerji transferi gazın soğumasına neden olur. İşlem devam ettikçe genişleticinin çıkış sıcaklığı, kolon sistemini soğuturken sonunda tasarım sıcaklığına ulaşır.

Sıvı Argon Sistemi

Sıvı Argon sistemlerinin 2 yaygın türü vardır. Pek çok tesis Argon ayırma ekipmanı sağlamamaktadır. Bu durumlarda Argon'un çoğu atık gazla birlikte ASU'dan çıkar. Birinci tip, %88-92 O2'lik düşük basınçlı kolondan gelen beslemeden Argon'u %2-3 O2 içeriğine kadar yoğunlaştıran bir ham Argon kolonu kullanır. Bu ham Argon, H2 ve O2'nin birleşerek su oluşturduğu katalitik bir reaktöre girmeden önce ısıtılır ve Hidrojen ile karıştırılır. Bu ıslak Argon daha sonra kurutulur ve tekrar kriyojenik sıcaklıklara soğutulur, ardından H2 ve N2 sırasıyla bir ayırıcı ve damıtma kolonunda çıkarılır.

Kriyojenik Argon sistemleri saflaştırma için yalnızca damıtma işlemine dayanır. Argon'u Oksijen'den ayırmak çok sayıda tepsi veya ambalaj gerektirdiğinden, bu sütunların yüksekliği 200 feet'in üzerinde olabilir. Birçok yeni tesis, süreçte Argon kompresörü ve Hidrojenin kullanılmasını önlemek için kriyojenik Argon sistemlerini kullanıyor. Dezavantajı ise, bir başlatma veya proseste bozulma sonrasında saflığa ulaşmak için çoğu kez 48 saatin üzerinde uzun iyileşme süresidir.

ASU-plant