Analýza argónu extrahovaného z veľkej jednotky oddelenia kryogénneho vzduchu

V súčasnosti sa Argon získava hlavne hlboko studeným oddelením vzduchu. To, či je rozsiahla hlboká studená jednotka separácie vzduchu vybavená argónovým systémom, súvisí s investíciou a spotrebou energie jednotky. Pre novo postavenú jednotku by sa malo konfigurovať argónový systém založený na situácii argónového trhu v oblasti, v ktorej sa jednotka nachádza, v kombinácii s úrovňou investície a spotreby jednotkou a potom vyberte konfiguračnú schému vhodnú pre projekt. Iba týmto spôsobom je možné plne využiť úlohu jednotky na oddelenie vzduchu a potom je možné optimalizovať štruktúru výrobku v továrni, aby sa získalo najlepšie výhody.
Kľúčové slová: Argon System; trh; spotreba energie; prínos

Ponuka obsahu

1. Úvod
2. Úvod do veľkej jednotky na separáciu vzduchu
3. Tok procesu a charakteristiky výroby argónov
4. Výskum a analýza trhu Argon v určitej oblasti
5. Analýza rizika a energetickej účinnosti výroby argónov
6. Záver
7. Návrhy

1. Úvod
Zriedkavé plyny sa vzťahujú hlavne na plyny s nízkym obsahom v atmosfére, vrátane hélia, neónu, argónu, kryptonu, xenónu atď., Medzi ktorých má Argon najvyšší obsah, čo predstavuje asi 0. 932%. Argon je zriedkavý plyn, ktorý sa v priemysle bežne používa. Je veľmi neaktívny a ani spaľuje ani nepodporuje spaľovanie. Argon sa používa hlavne vo výrobe, elektronike, tavenovaní kovov a ďalších odvetviach. Napríklad pri zváraní hliníku, horčíka, medi a jeho zliatiny a nehrdzavejúcej ocele sa argón často používa ako zvárací tieniaci plyn, aby sa zabránilo oxidovaniu alebo nitridovaniu zváraných častí vzduchom. V skutočnej priemyselnej výrobe sa nastavenie systému Argon týka so štruktúrou produktu, investíciou a spotrebou energie zariadenia.

2. Úvod do veľkej jednotky na separáciu vzduchu
Veľký chemický projekt uhlia v určitom regióne plánuje vybudovať jednotku separácie vzduchu s kapacitou výroby kyslíka 50, 000 nm3/h. Jednotka plánuje používať normálne teplotné molekulárne sito adsorpčné čistenie, tlak na vzduch, kyslík a dusíkový produkt interného kompresného procesu, pravidelnú baliacu vežu a proces výroby argónu s plnou destiláciou a pohon motora kompresora vzduchovej kompresorovej jednotky.
3. Tok procesu a charakteristiky výroby argónov
Metóda, ktorá sa bežne používa na výrobu argónu, je plná výroba argónovej destilácie, ktorá má výhody jednoduchého procesu, pohodlnej prevádzky, bezpečnosti, stability a vysokej miery extrakcie argónov. Úplná produkcia destilácie argónu je vziať frakciu bohatú na argón zo strednej a dolnej časti hornej veže a vstúpiť do destilačného systému argónu, oddeliť kyslík a argón do surovej veže argónu a priamo získať surové argón s obsahom kyslíka v obsahu kyslíka<1.5 × 10-6. Then, separate argon and nitrogen in the refined argon tower to obtain a high-purity argon product with a purity of 99.999% (argon content).
4. Výskum a analýza trhu Argon v určitom regióne
Podľa prieskumu existuje 9 jednotiek vzduchu s mierkou viac ako 6 000 nm3/h v prevádzke, vo výstavbe a plánovaných v určitom regióne, ako je uvedené v tabuľke 1. Medzi nimi je 6 jednotiek, ktoré boli uvedené do výroby a vyrábali argon, s celkovou kapacitou 5860 nm3/h (podľa navrhnutej kapacity), tj 84, {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. Okrem toho, pretože argónový systém niektorých projektov nebol uvedený do používania alebo je výstup nízky, skutočný výstup je asi 63 000 t/a. Vo všeobecnosti je výrobná kapacita Argon v tomto regióne relatívne malá.

Rozumie sa, že náklady na prepravu jednotky na likvidný argón sú {{0}}. 8 až 1,0 juan/(t · km). Cenový rozdiel medzi trhmi do 200 km je teoreticky asi 160 juanov/t; Podobne cenové rozdiely medzi dvoma trhmi 500 km od seba presahuje 400 juanov/t a trhy sú pripojené. Rozumie sa, že trhová cena argónu v tomto regióne je 800 až 1900 juanov/t (vypočítaná na základe ročnej priemernej ceny 1000 juanov).
Pre 5 0, 000- stupňa vzduchu, argón je vedľajší produkt. Teoreticky je spotreba energie zložená hlavne zo separačnej práce a skvapalnenia (kompresné práce sú distribuované na kyslík a dusík). Je známe, že teoretické minimálne skvapalnenie argónu je 0. 2391 kW · h/nm3 (vypočítané pri {0}. 3 kW · h/nm3) a práca s skvapalnením sa vypočíta na 560 × 0. Separačná práca sa vypočítava podľa vzorca: w=rt (no2ln + nn2ln + nar ln) vo vzorci, r je univerzálna plynová konštanta; T je okolitá teplota; NO2, NN2, NAR sú množstvá kyslíka, dusíka a argónových látok; PO2, PN2, PAR sú čiastočné tlaky zložiek kyslíka, dusíka a argónu; P je celkový tlak.
Prostredníctvom výpočtu je možné získať, že teoretické minimálne separačné práce 1 nm3 vzduchu je asi 0.=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. Stručne povedané, výrobné náklady na argón sú asi 316 kW · h/t alebo 139 juan/t.
Pokiaľ ide o zákazníkov do 200 a 500 km plus náklady na dopravu, celkové náklady sú približne 299 a 539 juanov/t, čo má stále určité nákladové výhody.
Polomer dopravy tejto oblasti z priemyselnej zóny provinčného kapitálu je iba 100 km. V budúcnosti sa v oblasti plánovania stratégie rozvoja provincie „silného kapitálu“, výrobný priemysel, najmä elektronický a fotovoltaický priemysel, uvádza hlavné rozvojové príležitosti a podľa toho sa zvýši aj dopyt po argóne na trhu.

5. Analýza rizika a energetickej účinnosti výroby argónov
Pri výrobe argónu je súčasný proces výroby argónových plnej destilácie technicky vyspelý a spoľahlivý a nezvýši bezpečnostné riziko zariadenia. Konfigurácia systému Argon tiež zvýši rýchlosť extrakcie kyslíka a bude mať významný účinok na úsporu energie. Pre 50, 000- na úrovni separácie vzduchu je objem extrakcie argónovej extrakcie asi 1500 nm3/h (miera extrakcie argónov je 70%). Porovnanie sa vykonáva z hľadiska spotreby energie, investícií a príjmov, ako je uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 2 Porovnanie schém pre konfiguráciu systému Argon

Pretože viac ako 90% spotreby energie jednotky separácie vzduchu je generovaných vzduchovým kompresorom a posilňovačom, vypočítame zníženie spotreby energie konfiguráciou systému Argon. Čím rýchlejšia rýchlosť posuvu, tým rýchlejšia teplota na spodnej časti nádrže klesá a čím väčší je teplotný rozdiel medzi vnútornými a vonkajšími stenami, čo spôsobuje, že vnútorná stena nádrže má väčšie napätie v ťahu. Pod superpozíciou niekoľkých stresov je miestny vysoký stres zhoršený. Tento miestny vysoký stres poskytuje priaznivé podmienky pre tvorbu a rozširovanie trhlín. V priamom okraji hlavy, kde je najslabšia húževnatosť nízkej teploty, povrchové zrná v blízkosti tepelne postihnutej zóny zvaru tvoria intergranulárne praskliny. Pri pôsobení miestneho vysokého stresu sa praskliny naďalej rozširujú pozdĺž zrna alebo priechodného štiepenia a nakoniec prenikajú a spôsobujú zlyhanie nádrže.
6. Návrhy
1. Porušenie praskania kryogénnej hlavy nádrže je krehká trhlina s nízkou teplotou spôsobenou stresom vo vnútri nádrže. Spracovanie pochádza z vnútorného povrchu rovnej hrany hlavy mimo zóny postihnutej teplom obvodového zvaru. Praskliny v oblasti zdroja trhlín a vnútorného povrchu sú hlavne intergranulárne trhliny a oblasť predĺženia je intergranulárne a transgranulárne štiepenie krehkého praskania.
2. Počas formovania procesu rovnej hrany hlavy došlo k deformácii indukovanej transformácie martenzitickej fázy, čo malo za následok veľké deformačné kalenie, ktoré významne zhoršilo nízkoteplotnú húževnatosť materiálu a veľké zvyškové napätie bolo hlavnou príčinou nízkoteplotných trhlín v kryogénnej nádrži hlavy.
3. Nadmerná deformácia posilnenia kmeňa kryogénnej nádrže zvyšuje kalenie materiálu a robí materiál krehký, pričom spôsobuje veľké zvyškové napätie, ktoré urýchľuje tvorbu trhlín.
4. Napätie teplotného rozdielu generované prerušovaným plnením kvapalného dusíka počas používania nádrže tiež urýchľuje koncentráciu napätia a predĺženie trhlín.
7. Záver
1. Transformácia martenzitovej fázy vyvolaná deformáciou spôsobená deformáciou studenej austenitickej nehrdzavejúcej ocele súvisí s teplotou deformácie plastu, množstvom deformácie a rýchlosťou deformácie. Odporúča sa, aby sa teplé formovanie použilo na tvorbu hlavy na zníženie tvorby deformácie martenzitu a katingu deformácie materiálu spôsobené deformáciou za studena. Po vytvorení hlavy sa ekvivalentný obsah feritu môže detegovať metódou magnetickej detekcie. Ekvivalentný obsah feritu by sa mal vo všeobecnosti kontrolovať pod 15%. Pre hlavu, ktorej ekvivalentný ferit v časti priamej hrany presahuje požiadavku, sa môže metóda ošetrenia tuhého roztoku použiť na jej uloženie, aby sa plasticita a húževnatosť materiálu mohli čiastočne obnoviť alebo vylepšiť;

2. Pri posilňovaní skladovacej nádrže kmeň by sa malo prísne kontrolovať množstvo deformácie a rýchlosť teploty a deformácie tlakovej kvapaliny by sa mala regulovať, aby sa zabránilo vysokej rýchlosti deformácie pri nízkej teplote, účinne znížila tvorba deformačného martenzitu a znížila sa zvyškový stres deformácie.

Kontaktovať teraz