Analyse van argon geëxtraheerd uit grote cryogene luchtscheidingseenheid

Momenteel wordt argon voornamelijk verkregen door diepe koude scheiding van lucht. Of een grootschalige diep-koude luchtscheidingseenheid is uitgerust met een argonsysteem is gerelateerd aan de investering en het energieverbruik van de eenheid. Voor een nieuw gebouwde eenheid moet of het configureren van een argonsysteem gebaseerd is op de argon -marktsituatie in het gebied waar de eenheid zich bevindt, gecombineerd met de investering van de eenheid en energieverbruiksniveau, en vervolgens een configuratieschema selecteren dat geschikt is voor het project. Alleen op deze manier kan de rol van een luchtscheidingseenheid volledig worden gebruikt, en vervolgens kan de productstructuur van de fabriek worden geoptimaliseerd om de beste voordelen te verkrijgen.
Sleutelwoorden: argon -systeem; markt; energieverbruik; voordeel

Inhoudsmenu

1. Inleiding
2. Inleiding tot een grote luchtscheidingseenheid
3. Processtroom en kenmerken van de argonproductie
4. Onderzoek en analyse van de argonmarkt op een bepaald gebied
5. Analyse van risico- en energie -efficiëntie van de argonproductie
6. Conclusie
7. Suggesties

1. Inleiding
Zeldzame gassen verwijzen voornamelijk naar gassen met een laag gehalte in de atmosfeer, waaronder helium, neon, argon, krypton, xenon, enz., Waaronder argon heeft het hoogste gehalte, goed voor ongeveer 0. 932%. Argon is een zeldzaam gas dat veel wordt gebruikt in de industrie. Het is erg inactief en ondersteunt noch brandwonden of ondersteunt de verbranding. Argon wordt voornamelijk gebruikt bij de productie, elektronica, metalen smelten en andere industrieën. Bijvoorbeeld, wanneer lasaluminium, magnesium, koper en zijn legeringen en roestvrij staal, wordt argon bijvoorbeeld vaak gebruikt als lasafschermingsgas om te voorkomen dat de gelaste delen worden geoxideerd of nitrideerd door lucht. In de werkelijke industriële productie is de setting van het argonsysteem gerelateerd aan de productstructuur, investeringen en energieverbruik van het apparaat.

2. Inleiding tot een grote luchtscheidingseenheid
Een groot kolenchemisch project in een bepaald gebied is van plan een luchtscheidingseenheid te bouwen met een zuurstofproductiecapaciteit van 50, 000 nm3/h. De eenheid is van plan om normale temperatuur moleculaire zeef adsorptie -zuivering, luchtdruk, zuurstof- en stikstofproduct interne compressieproces, reguliere verpakkingstoren en volledige distillatie argonproductieproces en luchtcompressor -eenheid motoraandrijving te gebruiken.
3. Processtroom en kenmerken van de argonproductie
De methode die gewoonlijk wordt gebruikt voor de productie van argon is de productie van een volledige destillatie, die de voordelen heeft van eenvoudig proces, handige werking, veiligheid, stabiliteit en hoge argon -extractiesnelheid. De volledige distillatie-argonproductie is om de argonrijke fractie uit de middelste en onderste delen van de bovenste toren te nemen en het argon-destillatiesysteem binnen te gaan, zuurstof en argon in de ruwe argon-toren te scheiden en direct ruwe argon te krijgen met een zuurstofgehalte van een zuurstofgehalte van<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. Onderzoek en analyse van de argonmarkt in een bepaalde regio
Volgens de enquête zijn er 9 luchtscheidingseenheden met een schaal van meer dan 6 000 nm3/h in werking, in aanbouw, en gepland in een bepaalde regio, zoals weergegeven in tabel 1. Onder hen zijn er 6 eenheden die in productie zijn gebracht en argon produceren, met een totale capaciteit van 5860 nm3/h (volgens de ontworpen capaciteit), dat is 84, {{10} {10}. Vanwege het feit dat het argonsysteem van sommige projecten niet in gebruik is gemaakt of de output laag is, is de werkelijke uitgang ongeveer 63.000 T/A. Over het algemeen is de argonproductiecapaciteit in deze regio relatief klein.

Het is duidelijk dat de transportkosten van de eenheid van vloeibare argon {{0}}}}}. 8 tot 1,0 yuan/(t · km). Het prijsverschil tussen markten binnen 200 km is theoretisch ongeveer 160 yuan/t; Evenzo is het prijsverschil tussen twee markten 500 km uit elkaar meer dan 400 yuan/t en zijn de markten verbonden. Het is wel verstaan ​​dat de marktprijs van argon in deze regio 800 tot 1900 yuan/t is (berekend op basis van de jaarlijkse gemiddelde prijs van 1000 yuan).
Voor 5 0, 000- grade luchtscheiding, is argon een bijproduct. Theoretisch is het energieverbruik voornamelijk samengesteld uit scheidingswerkzaamheden en vloeibaarmakingswerkzaamheden (het compressiewerk is allemaal verdeeld over zuurstof en stikstof). It is known that the theoretical minimum liquefaction work of argon is 0.2391 kW·h/Nm3 (calculated at 0.3 kW·h/Nm3), and the liquefaction work is calculated to be 560 × 0.3=168 kW·h/t. Scheidingswerk wordt berekend volgens de formule: w=rt (No2ln + nn2ln + nar ln) In de formule is r de universele gasconstante; T is de omgevingstemperatuur; NO2, NN2, NAR zijn respectievelijk de hoeveelheden zuurstof-, stikstof- en argon -stoffen; PO2, PN2, PAR zijn respectievelijk de gedeeltelijke druk van zuurstof-, stikstof- en argoncomponenten; P is de totale druk.
Through calculation, it can be obtained that the theoretical minimum separation work of 1 Nm3 of air is about 0.017 44 kW·h/Nm3 (calculated as 0.02 kW·h/Nm3), and 8% of the separation work exists in argon, so the separation work=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. Samenvattend zijn de productiekosten van Argon ongeveer 316 kW · h/t, of 139 yuan/t.
Het dekken van klanten binnen 200 en 500 km, plus transportkosten, de totale kosten zijn respectievelijk ongeveer 299 en 539 yuan/t, wat nog steeds bepaalde kostenvoordelen heeft.
De transportradius van dit gebied vanuit de industriële zone van de provinciale hoofdstad is slechts 100 km. In de toekomst, met de "sterke kapitaal" ontwikkelingsstrategieplanning van de provincie, zal de productie -industrie, met name de elektronica- en fotovoltaïsche industrie, belangrijke ontwikkelingsmogelijkheden inluiden, en de marktvraag naar argon zal ook dienovereenkomstig toenemen.

5. Analyse van risico- en energie -efficiëntie van de argonproductie
Voor de productie van argon is het huidige productieproces van de volledige destillatie -argon -productieproces technisch volwassen en betrouwbaar en zal het veiligheidsrisico van het apparaat niet verhogen. De configuratie van het argon-systeem zal ook de zuurstofextractiesnelheid verhogen en een aanzienlijk energiebesparende effect hebben. Voor 50, 000- Luchtscheiding op het niveau, is het argon -extractievolume ongeveer 1500 nm3/u (argon -extractiesnelheid is 70%). Een vergelijking wordt gemaakt in termen van energieverbruik, investeringen en inkomsten, zoals weergegeven in tabel 2.

Tabel 2 Vergelijking van schema's voor het configureren van argon -systeem

Omdat meer dan 90% van het energieverbruik van de luchtscheidingseenheid wordt gegenereerd door de luchtcompressor en de booster, berekenen we de vermindering van het energieverbruik door het argonsysteem te configureren. Hoe sneller de voedingssnelheid, hoe sneller de temperatuur aan de onderkant van de tank daalt en hoe groter het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenmuren, waardoor de binnenwand van de tank een grotere trekspanning draagt. Onder de superpositie van verschillende spanningen wordt de lokale hoge spanning verergerd. Deze lokale hoge spanning biedt gunstige omstandigheden voor de vorming en uitbreiding van scheuren. In de rechte rand van het hoofd waar de taaiheid lage temperatuur de zwakste is, de oppervlaktekorrels nabij de warmtegevoerde zone van de lasvorm intergranulaire scheuren. Onder de werking van lokale hoge stress blijven de scheuren zich uitzetten langs de graan of transgranulaire splitsingsplitsing, en uiteindelijk doordringen en ervoor zorgen dat de tank faalt.
6. Suggesties
1. Het falen van de cryogene tankkop is een brosse scheur met lage temperatuur veroorzaakt door de spanning in de tank. De scheur is afkomstig van het binnenoppervlak van het rechte randgedeelte van het hoofd buiten de warmte-aangetaste zone van de omtreklas. De scheuren in het scheurbrongebied en het binnenoppervlak zijn voornamelijk intergranulaire scheuren, en het uitbreidingsoppervlak is intergranulair en transgranulaire splitsing bros kraken.
2. Tijdens het vormingsproces van het rechte randgedeelte van het hoofd trad de door vervorming geïnduceerde martensitische fasetransformatie op, wat resulteerde in een grote vervormingsharding, die de lage temperatuurstuwheid van het materiaal aanzienlijk verslechterde, en de grote restspanning was de belangrijkste oorzaak van de lage-temperatuur brosse brosse scheuren in de cryogene tankkop.
3. De overmatige vervorming van de spanningsversterking van de cryogene tank verhoogt de verharding van het materiaal en maakt het materiaal bros, terwijl grote restspanning veroorzaakt, die het genereren van scheuren versnelt.
4. De temperatuurverschilspanning gegenereerd door de intermitterende vulling van vloeibare stikstof tijdens het gebruik van de tank versnelt ook de stressconcentratie en scheurverlenging.
7. Conclusie
1. De door stam geïnduceerde martensietfasetransformatie veroorzaakt door koude vervorming van austenitisch roestvrij staal is gerelateerd aan de plastische vervormingstemperatuur, vervormingshoeveelheid en vervormingssnelheid. Het wordt aanbevolen dat warmvorming wordt gebruikt voor het vormen van hoofd om het genereren van vervormings martensiet en materiaalvervormingsharding veroorzaakt door koude vervorming te verminderen. Nadat het hoofd is gevormd, kan het equivalente ferrietgehalte worden gedetecteerd door de magnetische detectiemethode. Het equivalente ferrietgehalte moet in het algemeen onder de 15%worden geregeld. Voor het hoofd waarvan het equivalent ferriet van het rechte randgedeelte de vereiste overschrijdt, kan de methode voor het behandelen van vaste oplossing worden gebruikt om deze te redden, zodat de plasticiteit en taaiheid van het materiaal gedeeltelijk kan worden hersteld of verbeterd;

2. Wanneer de stamversterking van de opslagtank versterkt, moet de vervormingshoeveelheid strikt worden geregeld en moet de temperatuur- en vervormingssnelheid van de onder druk worden geregeld om hoge snelheid bij lage temperatuur te voorkomen, waardoor het genereren van vervormingstensiet effectief wordt verminderd en vervormingsrestspanning verminderen.

Neem nu contact op