Hvorfor en Air Separation Unit (ASU) er nødvendig
Luftseparationsenheder (ASU'er) er af uerstattelig betydning i moderne industrielle systemer. Mange aspekter af industriel produktion er stærkt afhængige af industrielle gasser såsom oxygen, nitrogen og argon. Luft, som en naturlig kilde til disse gasser, kræver specialiseret udstyr til at adskille og rense dem. Luftseparationsenheder er kerneudstyret til denne proces.
I den metallurgiske industri er processer såsom højovnsjernfremstilling og konverterstål afhængig af ilt. Ilt hjælper med forbrænding, øger ovntemperaturer og fremskynder smeltereaktioner. Det fjerner også urenheder såsom kulstof og svovl fra smeltet jern, hvilket forbedrer stålkvaliteten. Uden en stabil forsyning af ilt med høj-renhed falder smelteeffektiviteten betydeligt, og produktkvaliteten bliver svær at garantere.
I den kemiske industri bruges nitrogen ofte som en beskyttelsesgas på grund af dets stabile kemiske egenskaber. I processer som syntetisk ammoniak og petrokemikalier isolerer nitrogen atmosfæren, forhindrer oxidation af råmaterialer og produkter og forhindrer potentielt eksplosioner og andre sikkerhedshændelser. Desuden kræver nogle kemiske reaktioner en specifik inert atmosfære, og en stabil tilførsel af nitrogen er afgørende for, at disse reaktioner kan forløbe jævnt.
Fødevareindustrien bruger også gasser produceret af luftseparationsenheder. For eksempel kan nitrogen bruges i fødevareemballage til effektivt at hæmme vækst og reproduktion af mikroorganismer, hvilket forlænger fødevarens holdbarhed. Ilt bruges til at konservere frugter og grøntsager og bevare deres åndedræt og friskhed.
Det medicinske område er også afhængig af industrielle gasser. Oxygen med høj-renhed er afgørende for at redde kritisk syge patienter og behandle luftvejssygdomme. Hospitaler kræver en kontinuerlig og stabil forsyning af ilt for at sikre en problemfri drift af medicinske tjenester.
Som det kan ses, er industrigasser en uundværlig og kritisk ressource i produktionen og driften af mange industrier. At eje en luftseparationsenhed sikrer, at disse industrier har en kontinuerlig og stabil forsyning af industrigasser, hvilket sikrer en jævn produktion og drift.
Fordele ved at eje en luftseparationsenhed (ASU)
Betydelig omkostningsreduktion: For virksomheder, der bruger en stor mængde industrielle gasser, giver produktion af deres egne gasser betydelige omkostningsfordele i forhold til at købe dem. På den ene side er råmaterialet til industriel gasproduktion luft, som har næsten ubetydelige omkostninger. Indkøb af gas kræver betaling for selve gassen samt leverandørens fortjeneste. På den anden side leverer-produktion på stedet gas direkte til produktionsværkstedet, hvilket eliminerer transportomkostninger forbundet med indkøb af gas, herunder indkøb og vedligeholdelse af transportkøretøjer, samt energi- og arbejdsomkostninger forbundet med transport. Dette kan betydeligt spare virksomhederne betydelige omkostninger og forbedre den økonomiske effektivitet på lang sigt.
Stærkt forbedret forsyningspålidelighed: At stole på eksterne industrielle gasleverandører påvirkes ofte af en række faktorer, såsom leverandørens produktionskapacitet, trafikforhold for transportruter og vejrændringer, som alle kan føre til afbrydelser eller forsinkelser i gasforsyningen. Virksomheder med deres egne luftseparationsenheder kan fleksibelt justere gasproduktion og forsyningsplaner baseret på deres produktionsplaner og faktiske behov. Dette sikrer en stabil gasforsyning, selv når det ydre miljø svinger, hvilket forhindrer produktionsstop på grund af gasmangel og minimerer tab forårsaget af produktionsstop.
Nem og effektiv betjening: Moderne luftseparationsenheder anvender avanceret automatiseret styringsteknologi, der muliggør automatiseret overvågning og justering af produktionsprocessen. Operatører kan overvåge enhedens driftsstatus og foretage justeringer direkte fra en computerskærm i kontrolrummet. Enhedens design tager fuldt ud hensyn til behovet for ubemandet drift og er udstyret med et omfattende fejldetektions- og alarmsystem. Når der opstår en abnormitet, udsendes der hurtige advarsler, og passende beskyttelsesforanstaltninger implementeres. Dette reducerer ikke kun antallet af krævede operatører og arbejdsomkostninger, men forbedrer også stabiliteten og sikkerheden af enhedens drift, hvilket reducerer ledelsesbyrden på virksomheden.
Typer af luftseparationsenheder
Ikke-kryogene procesproduktionsenheder
N₂-membransystem: Kernen i N₂-membransystemet er et membranmodul med selektiv permeabilitet. Når komprimeret luft passerer gennem membranmodulet, gennemtrænges gasmolekyler som oxygen og kuldioxid lettere af membranvæggen, mens nitrogenmolekyler er mindre tilbøjelige til at passere igennem og dermed adskille nitrogen fra andre gasser. Dette system har en lille størrelse, let vægt og kompakt struktur, hvilket gør det relativt nemt at installere og vedligeholde. Den er velegnet til applikationer, hvor kravene til nitrogenrenhed ikke er særligt høje (generelt mellem 95% og 99,9%), og efterspørgslen er lav, såsom elektronisk komponentemballage og små fødevareemballager.
N₂ PSA-systemet: N₂ PSA-systemet separerer nitrogen ved at udnytte forskellen i adsorptionskapacitet mellem nitrogen og oxygen på en adsorbent. Under tryk adsorberer adsorbenten fortrinsvis urenheder som oxygen, mens nitrogen passerer gennem adsorptionstårnet og bliver til produktgas. Når adsorbenten når mætning, reduceres trykket, og de adsorberede urenheder desorberes, hvilket tillader adsorbenten at blive regenereret og recirkuleret. Dette system starter hurtigt og producerer typisk kvalificeret nitrogen inden for få minutter. Nitrogenrenheden kan justeres for at imødekomme efterspørgslen, typisk fra 95 % til 99,999 %. Den er velegnet til små- til mellemstore-nitrogenbehov, såsom nitrogenerstatning i kemikalielagertanke og laboratoriebrug.
O₂ PSA-, VSA- eller VPSA-systemer: Funktionsprincippet for et O₂ PSA-system svarer til et N₂ PSA-system, bortset fra at den anvendte adsorbent har en stærkere oxygenadsorptionskapacitet. Under trykpåføring adsorberer adsorbenten oxygen, mens uabsorberet nitrogen og andre gasser udledes som røggas. Under trykreduktion desorberes den adsorberede ilt, hvilket resulterer i produktoxygen. VSA-systemet bygger på PSA-systemet ved at bruge vakuumdesorption, reducere desorptionstrykket og forbedre iltgenvindingen. VPSA-systemer optimerer processen yderligere, hvilket resulterer i højere iltproduktionseffektivitet. Den oxygen, der produceres af disse systemer, har generelt en renhed på 90 %-95 %, hvilket gør dem velegnede til små- til mellemstore-iltbehov, såsom medicinsk iltforsyning og småskala svejsning og skæring.
Kryogen luftseparationsenhed
Driftsprocessen for en kryogen luftseparationsenhed er relativt kompleks, primært involverer luftkompression, rensning, fortætning og destillation. Først komprimeres luften til et vist tryk, og derefter fjernes urenheder som fugt og kuldioxid for at forhindre isdannelse og blokering af udstyr under den efterfølgende fortætningsproces. Den rensede luft kommer ind i en varmeveksler for afkøling og gradvis fortætning. Den flydende luft kommer ind i et destillationstårn. På grund af de forskellige kogepunkter for oxygen og nitrogen (iltkogepunkt er ca. -183 grader, nitrogenkogepunkt er ca. -196 grader), opvarmes den flydende luft inde i destillationstårnet. Nitrogen fordamper først og stiger til toppen af tårnet for at blive opsamlet, mens ilt forbliver i bunden og opnår adskillelse. Denne enhed kan producere ilt med høj-renhed (over 99,6 %), nitrogen (over 99,999 %) og sjældne gasser såsom argon. Det er velegnet til storstilet industriel produktion, såsom store stålværker og kulkemiske anlæg, hvor efterspørgslen efter industrigasser er høj, og renheden er kritisk. Selvom den initiale udstyrsinvestering og energiforbruget er relativt højt, giver det fordele såsom høj output, høj produktrenhed og stabil drift, hvilket resulterer i god langsigtet økonomisk effektivitet.
Nye luftseparationsenheder
Med den fortsatte teknologiske udvikling har nye luftseparationsenheder opnået adskillige teknologiske innovationer. Med hensyn til energieffektivitet udnytter de mere effektive kompressorer, varmevekslere og andet udstyr, optimerer procesflows og reducerer energiforbruget pr. produktenhed. For eksempel tilbyder nye centrifugalkompressorer lavere energiforbrug og mere stabil drift end traditionelle stempelkompressorer.
Med hensyn til separationseffektivitet har udviklingen og anvendelsen af nye adsorbenter og membranmaterialer forbedret selektiviteten og effektiviteten af gasseparation, hvilket resulterer i højere produktrenhed og forbedrede genvindingshastigheder. Samtidig har opgraderinger i automatiseret styringsteknologi muliggjort intelligent drift af enheden, hvilket muliggør automatisk justering af driftsparametre baseret på ændringer i gasefterspørgsel, hvilket forbedrer dens tilpasningsevne og stabilitet.
Nye luftsepareringsenheder prioriterer også miljøpræstationer, reduktion af emissioner af spildegas og spildevand under produktionen, og opfylder kravene til grøn udvikling i moderne industri. De kan bedre opfylde de individuelle behov i forskellige industrier og er blevet brugt i vid udstrækning i nye sektorer såsom ny energi og halvledere.
Brugte/flyttede luftseparationsenheder
Brugte/flyttede luftseparationsenheder er typisk inaktivt eller pensioneret udstyr fra virksomheder på grund af produktionsjusteringer eller teknologiske opgraderinger. Dette udstyr bliver derefter professionelt inspiceret, repareret og flyttet, før det tages i brug igen. For nystartede virksomheder eller små og mellemstore-virksomheder med begrænsede midler kan køb af en brugt/flyttet luftseparationsenhed reducere de initiale investeringsomkostninger betydeligt og hurtigt etablere gasproduktionskapacitet.
Når du vælger en brugt/flyttet luftseparationsenhed, er det vigtigt grundigt at evaluere udstyrets driftstilstand, alder og vedligeholdelsesregistreringer for at sikre, at det kan opfylde produktionsbehovene. Ydermere er det vigtigt at overveje omkostningerne til flytning, installation og idriftsættelse samt løbende vedligeholdelse. Selvom brugte/flyttede enheder måske ikke er så dygtige og teknologisk avancerede som nye enheder, kan de spare virksomhederne betydelige penge og tilbyde en betydelig omkostningseffektivitetsfordel, forudsat at de opfylder grundlæggende produktionsbehov.
NEWTEKs tjenester i luftseparationsenhedsprojekter
NEWTEK har akkumuleret omfattende ekspertise og erfaring inden for gasteknik og besidder stærke ressourceintegrationsevner. Vi tilbyder en bred vifte af tjenester til luftseparationsenhedsprojekter, herunder EPC (engineering, general contracting) og nøglefærdige løsninger til forskellige industrier, herunder tekstiler, metallurgi og kemikalier.
Den metallurgiske industri har stor efterspørgsel efter industrigasser og kræver høj renhed. I luftseparationsenhedsprojekter til den metallurgiske industri udnytter NEWTEK sin ekspertise inden for store og komplekse projektledelse. Vi behandler kommunikations-, grænseflade- og koordinationsproblemer på tværs af flere discipliner og stadier, såsom gasrørledningsforbindelser mellem enheden og smelteudstyr og kontrolsystemkompatibilitet. Ved at etablere effektive kommunikationsmekanismer og koordineringsprocesser sikrer vi et smidigt informationsflow og arbejdskoordinering mellem alle projektdeltagere, hvilket sikrer effektiv projektudførelse og levering til tiden.
Den kemiske industris komplekse produktionsmiljø stiller ekstremt høje krav til udstyrssikkerhed og stabilitet. Når NEWTEK leverer EPC-tjenester til luftseparationsenheder til kemiske virksomheder, overholder NEWTEK strengt de kemiske industrisikkerhedsbestemmelser og standarder, og tager fuldt ud hensyn til sikkerhedsfaktorer gennem alle trin af processen, inklusive design, konstruktion og valg af udstyr. Under installationen af udstyr prioriterer vi f.eks. implementeringen af eksplosionssikre-og anti-korrosionsforanstaltninger. I kontrolsystemdesignet inkorporerer vi flere sikkerhedsbeskyttelsesanordninger for at sikre rettidig nedlukning i tilfælde af en unormalitet og dermed forhindre sikkerhedshændelser.
NEWTEKs omfattende EPC-tjenester og nøglefærdige ingeniørløsninger, fra projektstart-op til drift, frigør kunderne fra kompleksiteten af projektets livscyklus. Kunder indsender blot deres krav, og NEWTEK vil overvåge alle aspekter af projektet, herunder overordnet planlægning, design, indkøb, konstruktion og idriftsættelse, hvilket sikrer-levering til tiden og pålidelig drift. Denne -et-stop-bekymringsfrie-serviceoplevelse sparer virksomhederne betydelig tid og kræfter, hvilket giver dem mulighed for at fokusere på deres kerneproduktion og forbedre den overordnede driftseffektivitet.
