Analyse af argon ekstraheret fra stor kryogen luftseparationsenhed

På nuværende tidspunkt opnås argon hovedsageligt ved dyb-kold adskillelse af luft. Hvorvidt en storskala dybkold luftparationsenhed er udstyret med et argonsystem er relateret til enhedenes investering og energiforbrug. For en nybygget enhed skal man konfigurere et Argon -system, om man skal konfigurere et argon -system, der skal skal være baseret på Argon -markedssituationen i det område, hvor enheden er placeret, kombineret med enhedsinvesterings- og energiforbrugsniveauet, og derefter vælge et konfigurationsskema, der er egnet til projektet. Kun på denne måde kan rollen som en luftseparationsenhed anvendes fuldt ud, og derefter kan fabrikens produktstruktur optimeres for at opnå de bedste fordele.
Nøgleord: Argon -system; marked; energiforbrug; fordel

Indholdsmenu

1. Introduktion
2. Introduktion til en stor luftseparationsenhed
3. processtrøm og karakteristika ved argonproduktion
4. forskning og analyse af argonmarkedet i et bestemt område
5. Analyse af risiko og energieffektivitet af argonproduktion
6. Konklusion
7. Forslag

1. Introduktion
Sjældne gasser henviser hovedsageligt til gasser med lavt indhold i atmosfæren, herunder helium, neon, argon, krypton, xenon osv., Blandt hvilke Argon har det højeste indhold, der tegner sig for omkring 0. 932%. Argon er en sjælden gas, der er vidt brugt i industrien. Det er meget inaktivt og hverken forbrænder eller understøtter forbrænding. Argon bruges hovedsageligt til fremstilling, elektronik, metalsmeltning og andre industrier. For eksempel, når svejsning af aluminium, magnesium, kobber og dets legeringer og rustfrit stål, bruges argon ofte som svejseskærmgas for at forhindre, at de svejste dele bliver oxideret eller nitrideret med luft. I den faktiske industrielle produktion er indstillingen af ​​argonsystemet relateret til enhedens produktstruktur, investering og energiforbrug.

2. Introduktion til en stor luftseparationsenhed
Et stort kulkemisk projekt i en bestemt region planlægger at opbygge en luftseparationsenhed med en iltproduktionskapacitet på 50, 000 nm3/h. Enheden planlægger at bruge normal temperaturmolekylær sigte adsorptionsoprensning, lufttryk, ilt og nitrogenprodukt intern komprimeringsproces, regelmæssigt pakketårn og fuld destillation Argon produktionsproces og luftkompressorenhedens motordrev.
3. processtrøm og karakteristika ved argonproduktion
Metoden, der ofte bruges til produktion af argon, er fuld destillation Argon -produktion, som har fordelene ved enkel proces, praktisk drift, sikkerhed, stabilitet og høj argonekstraktionshastighed. Den fulde destillation Argon-produktion er at tage den argonrige fraktion fra de midterste og nedre dele af det øverste tårn og gå ind i argondestillationssystemet, separat ilt og argon i det rå argon-tårn og direkte få rå argon med et iltindhold af<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. forskning og analyse af argonmarkedet i en bestemt region
I henhold til undersøgelsen er der 9 luftparationsenheder med en skala på mere end 6 000 nm3/h i drift, under opførelse og planlagt i en bestemt region, som vist i tabel 1. Blandt dem er der 6 enheder, der er sat i produktion og producerer argon, med en samlet kapacitet på 5860 nm3/h (i henhold til den designede kapacitet), at det er 84, 000}} t/a. På grund af det faktum, at argonsystemet i nogle projekter ikke er blevet brugt eller output er lavt, er den faktiske output ca. 63.000 t/a. Generelt er argonproduktionskapaciteten i denne region relativt lille.

Det er underforstået, at enhedstransportomkostningerne for flydende argon er {{0}}. 8 til 1,0 yuan/(t · km). Prisforskellen mellem markeder inden for 200 km er teoretisk omkring 160 yuan/t; Tilsvarende overstiger prisforskellen mellem to markeder 500 km fra hinanden 400 yuan/t, og markederne er forbundet. Det er underforstået, at markedsprisen for argon i denne region er 800 til 1900 yuan/t (beregnet baseret på den årlige gennemsnitspris på 1000 yuan).
For 5 0, 000- klasse luftparation, er Argon et biprodukt. Teoretisk set er energiforbruget hovedsageligt sammensat af separationsarbejde og flydende arbejde (komprimeringsarbejdet er alt fordelt på ilt og nitrogen). Det er kendt, at det teoretiske minimumsflydende arbejde med argon er 0. 2391 kW · H/NM3 (beregnet til 0. 3 kW · H/NM3), og flydende virkning beregnes til at være 560 × 0. 3=168 kW · H/T. Adskillelsesarbejde beregnes i henhold til formlen: W=RT (NO2LN + NN2LN + NAR LN) I formlen, R er den universelle gaskonstant; T er omgivelsestemperaturen; NO2, NN2, NAR er henholdsvis mængderne af ilt-, nitrogen- og argonstoffer; PO2, PN2, PAR er henholdsvis det delvise tryk af ilt-, nitrogen- og argonkomponenter; P er det samlede pres.
Gennem beregning kan det opnås, at det teoretiske minimumsseparationsarbejde på 1 nm3 luft er ca. 0. 017 44 kW · H/nm3 (beregnet som 0. 0 2 kW · H/NM3) og 8% af adskillelsesarbejdet i argon, så adskillelsesarbejdet=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kW · H/T. Sammenfattende er produktionsomkostningerne for argon ca. 316 kW · h/t eller 139 yuan/t.
Dækker kunder inden for 200 og 500 km plus transportomkostninger, er de samlede omkostninger ca. 299 og 539 yuan/t, hvilket stadig har visse omkostningsfordele.
Transportradius for dette område fra den industrielle zone i den provinsielle hovedstad er kun 100 km. I fremtiden, med provinsens "stærke kapital" -udviklingsstrategiplanlægning, vil fremstillingsindustrien, især elektronik- og fotovoltaiske industrier, indlede store udviklingsmuligheder, og markedets efterspørgsel efter Argon vil også stige i overensstemmelse hermed.

5. Analyse af risiko og energieffektivitet af argonproduktion
Til produktion af argon er den nuværende fuld destillation Argon -produktionsproces teknisk moden og pålidelig og vil ikke øge enhedens sikkerhedsrisiko. Konfigurationen af ​​argonsystemet vil også øge iltekstraktionshastigheden og have en betydelig energibesparende virkning. For 50, 000- niveau luft adskillelse, er argonekstraktionsvolumen ca. 1500 nm3/h (argonekstraktionshastighed er 70%). En sammenligning foretages med hensyn til energiforbrug, investering og indkomst, som vist i tabel 2.

Tabel 2 Sammenligning af ordninger til konfiguration af argon -systemet

Da mere end 90% af energiforbruget i luftseparationsenheden genereres af luftkompressoren og boosteren, beregner vi energiforbrugsreduktionen ved at konfigurere Argon -systemet. Jo hurtigere foderhastigheden er, jo hurtigere falder temperaturen i bunden af ​​tanken, og jo større er temperaturforskellen mellem de indre og ydre vægge, hvilket får den indre væg i tanken til at bære større trækspænding. Under superpositionen af ​​flere belastninger forværres den lokale høje stress. Denne lokale høje stress giver gunstige betingelser for dannelse og udvidelse af revner. I den lige kant af hovedet, hvor den lavtemperatur sejhed er den svageste, er overfladekornene nær den varmepåvirkede zone af svejsningsformens intergranulære revner. Under virkningen af ​​lokal høj stress fortsætter revnerne med at udvide sig langs kornet eller transgranulær spaltning, og trænger til sidst ind og får tanken til at mislykkes.
6. Forslag
1. Svigt af krakning af kryogen tankhoved er en lav temperatur sprød revne forårsaget af stress inde i tanken. Knækken stammer fra den indre overflade af den lige kantafsnit af hovedet uden for den varmepåvirkede zone af den perifere svejsning. Revnerne i crack -kildeområdet og den indre overflade er hovedsageligt intergranulære revner, og forlængelsesområdet er intergranulær og transgranulær spaltning sprød revner.
2. Under dannelsesprocessen i den lige kantafdeling af hovedet forekom deformationsinduceret martensitisk fase-transformation, hvilket resulterede i en stor deformationshærdning, hvilket væsentligt forværrede materialets lavtemperaturhårdhed, og den store resterende stress var hovedårsagen til den lavtemperatur, der er sprøde revner i kryogen tankhoved.
3.. Den overdrevne deformation af stammen styrkelse af den kryogene tank øger hærdningen af ​​materialet og gør materialet sprødt, mens den forårsager stor resterende stress, der fremskynder genereringen af ​​revner.
4. temperaturforskellen Stress genereret af den intermitterende påfyldning af flydende nitrogen under brugen af ​​tanken fremskynder også stresskoncentration og crack -udvidelse.
7. Konklusion
1.. Den stamme-inducerede martensitfase-transformation forårsaget af kold deformation af austenitisk rustfrit stål er relateret til plastiske deformationstemperatur, deformationsmængde og deformationshastighed. Det anbefales, at varm dannelse bruges til hoveddannelse for at reducere genereringen af ​​deformations -martensit og materiel deformationshærdning forårsaget af kold deformation. Når hovedet er dannet, kan det ækvivalente ferritindhold detekteres ved magnetisk detektionsmetode. Det tilsvarende ferritindhold skal generelt kontrolleres under 15%. For det hoved, hvis ækvivalente ferrit af det lige kantafsnit overstiger kravet, kan den faste løsningsbehandlingsmetode bruges til at gemme den, så materialets plasticitet og sejhed delvist kan gendannes eller forbedres;

2. Ved stamme, der styrker opbevaringstanken, skal deformationsmængden strengt kontrolleres, og temperaturen og deformationshastigheden for den under trykte væske skal kontrolleres for at undgå den højhastighedsdeformation ved lav temperatur, reducerer effektivt genereringen af ​​deformationsmartensit og reducerer deformationsrestspænding.

Kontakt nu