Základná úloha výmenníkov tepla kyslíka generátora

Výmenníky tepla generátora kyslíka sú kľúčovými komponentmi pre účinnú a stabilnú prevádzku zariadení na výrobu kyslíka. Ich základné funkcie sa točia okolo troch kľúčových rozmerov: regulácia energie, štátna kontrola a bezpečnosť systému.

1. Získanie energie a úspora energie, znižovanie spotreby energie systému
Proces výroby kyslíka (najmä kryogénna separácia vzduchu) spotrebuje značné množstvo energie (napr. Komprimovaný vzduch a chladenie). Výmenníky tepla významne znižujú spotrebu energie recykláciou tepla a chladiacej kapacity:

Pri kryogénnom separácii vzduchu hlavný výmenník tepla vymení teplo medzi stlačeným, okolitým vzduchom a nízkym - teploty kyslíka, dusíka a kontaminovaných tokov dusíka vypustených z destilačnej veže. Studená energia nízkej - plynný plyn ochladzuje vzduch (priblíži sa k svojej skvapalnenej teplote) a zároveň obnovuje kapacitu chladenia (zníženie zaťaženia chladiaceho systému). Napríklad, ak sa chladná energia kontaminovaného dusíka nezískava, spotreba energie chladenia sa zvýši o viac ako 30%.
Pri adsorpcii tlakovej výkyvnej tlaku PSA (PSA) sa teplo generované stlačeným vzduchom okamžite odstráni cez chladič, čím bráni vysokému teplotám spôsobovať zníženie účinnosti adsorpcie molekulárneho sita (čo by vyžadovalo ďalšiu energiu na udržanie adsorpcie), čo nepriame znižuje prevádzkové náklady.

2. Presne kontrolujte stav plynu, aby sa zabezpečila účinnosť separácie
Jadrom produkcie kyslíka je oddelenie kyslíka a dusíka fyzikálnymi metódami (kryogénna separácia skvapalnenia alebo separácia adsorpcie PSA). Stav teploty a zmeny fázy plynu priamo ovplyvňuje separačný účinok. Výmenníky tepla zohrávajú kľúčovú úlohu pri regulácii stavu plynu tak, aby zodpovedali požiadavkám procesu:

Pri kryogénnom oddelení vzduchu:
Hlavný výmenník tepla ochladzuje vzduch na teplotu skvapalnenia (-170-180), čím položí základ pre separáciu skvapalnenia v následnom destilačnom stĺpci;
Subcocholár ochladzuje kvapalný kyslík a dusík pod ich bodom varu (subCooling) a bráni im odparovanie počas škrtenia alebo prepravy, čím sa zabezpečuje stabilný výkon tekutých produktov;
Kondenzátor - výparník (primárne chladenie) poháňa dusík - cyklus zmeny fázy kyslíka prostredníctvom výmeny tepla (dusík kondenzuje a uvoľňuje teplo, potom kvapalný kyslík absorbuje teplo a odparuje), priamo dosahuje separáciu destilácie.
V produkcii kyslíka PSA:
Chladič ochladzuje stlačený vzduch pod 40 stupňov (vysoké teploty znižujú schopnosť molekulárneho sita adsorb dusíka), čím zabezpečuje účinnú prevádzku adsorpčnej kolóny.

3. Zabezpečenie bezpečnosti a stability systému
Prostredie výroby kyslíka predstavujú jedinečné podmienky, ako je nízka teplota, vysoký tlak a kyslík (ktoré podporujú spaľovanie). Výmenníky tepla musia byť navrhnuté a kontrolované, aby sa zmiernili riziká:

Anti - upchatie: Kryogénne výmenníky tepla musia zabrániť vode a vo vzduchu vo vzduchu pri nízkych teplotách (ktoré by mohli blokovať kanály). Čistiaci systém pred - a výmenník tepla musia byť kompatibilné, aby sa zabránilo depozícii nečistoty.

Prevencia plameňa a výbuchu: Komponenty výmenníka tepla, ktoré prichádzajú do styku s kyslíkom (napríklad hlavný chladič v kryogénnom systéme a chladič v PSA), musia byť vyrobené z inertných materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ, a majú leštený povrch, aby sa minimalizovala adhézia nečistoty a znížila riziko spaľovania kyslíkom.

Predchádzanie úteku z chladenia/tepla: Dizajn tesnenia výmenníka tepla (ako je doska - Fin Brazing Process) minimalizuje únik chladenia (strata chladu) a zabraňuje kolísaniu teploty systému. Stabilný rozptyl tepla v chladičoch PSA zabraňuje akumulácii a prehrievaniu kompresného tepla.