جهاز فصل الهواء

تدفق العملية والميزات:

دورة الضغط والتجميد العميق

يتم أولاً ضغط الهواء وتنقيته قبل الدخول في مرحلة التجميد العميق. ومن خلال-دورة تبريد الضغط والتمدد متعددة المراحل، يتم تبريد الهواء وتسييله تدريجيًا.
توفر هذه العملية بيئة درجة حرارة منخفضة مستقرة وفعالة-للتقطير اللاحق، وتعمل كأساس لعملية الفصل بأكملها.

التقطير المبرد

بعد دخول برج التقطير، يتم فصل الهواء السائل تدريجياً عن طريق التدرج الحراري داخل البرج، وذلك اعتماداً على اختلاف نقاط غليان مكوناته، مثل الأكسجين والنيتروجين والأرجون.
بعد التقطير، يمكن إنتاج-الأكسجين والنيتروجين والأرجون عالي النقاء، حيث تصل نسبة نقاءه إلى ما يزيد عن 99.999%، مما يلبي المتطلبات الصارمة للصناعات مثل الإلكترونيات والطب والتعدين والهندسة الكيميائية والبحث العلمي.

يتكون جهاز فصل الهواء من أنظمة رئيسية متعددة، تم تصميم كل منها وتحسينها بدقة لضمان التشغيل المستقر ونقاء الغاز العالي. مكوناته الرئيسية تشمل:

نظام ضغط الهواء

يشتمل على مرشح مدخل الهواء، والضاغط، والمبرد بين المراحل، وكاتم الصوت.

يقوم هذا النظام بضغط الهواء إلى الضغط المطلوب مع إزالة الشوائب في البداية، مما يوفر مصدر هواء ثابتًا لعمليات التبريد والتنقية -اللاحقة.

نظام التبريد المسبق بالهواء-.

يتضمن برج تبريد المياه-وبرج تبريد الهواء-ومضخة المياه والمبرد.

فهو يخفض درجة حرارة الهواء المضغوط إلى نطاق مناسب، مما يخلق الظروف الملائمة لنظام تنقية الغربال الجزيئي والتجميد العميق.

نظام تنقية المنخل الجزيئي

يستخدم جهاز امتصاص المنخل الجزيئي وكاتم صوت تنفيس النيتروجين.

فهو يزيل في المقام الأول الرطوبة وثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات من الهواء، ويمنع الشوائب من التجمد في درجات حرارة منخفضة وانسداد الأنابيب أو إتلاف المعدات.

نظام التبادل الحراري

يتكون من مبادل حراري رئيسي ومبرد فرعي.

ومن خلال الاستفادة من تبادل الطاقة بين الغازات الساخنة والباردة، فإنه يعمل على تبريد الهواء بشكل أكبر، مما يحسن كفاءة الطاقة بشكل عام. يشتمل نظام التقطير على وحدات أساسية مثل أبراج التقطير ومبخرات المكثف.
ومن خلال عملية التقطير، يتم فصل المكونات الموجودة في الهواء تدريجيًا بناءً على اختلافات درجة غليانها. يتم إنتاج-نيتروجين عالي النقاء في أعلى البرج العلوي، ويتم الحصول على أكسجين عالي النقاء-في أسفل البرج السفلي، ويمكن استخلاص الأرجون في المنتصف.
نظام تسليم المنتج مجهز بمحطة تنظيم الضغط ومحطة القياس.
ويضمن ذلك تسليم منتجات الغاز إلى المستخدمين عند ضغط مستقر وبقياس دقيق، مما يتكيف مع سيناريوهات التطبيقات الصناعية المختلفة.
يتكون نظام تخزين السوائل والنسخ الاحتياطي من صهاريج تخزين السوائل، وصهاريج تخزين الغاز، ومبخرات السوائل.
يوفر هذا النظام للمستخدمين القدرة الاحتياطية والدعم في حالات الطوارئ، مما يضمن الإمداد المستمر بمنتجات الغاز أثناء ذروة الطلب أو صيانة المعدات.

في وحدات فصل الهواء التي تستخدم التقطير المبرد، يجب أن يخضع الهواء لعمليات المعالجة المسبقة مثل الترشيح والتبريد المسبق والتنقية قبل دخول الصندوق البارد للفصل. تعتبر هذه الخطوة بالغة الأهمية لأنه إذا لم تتم إزالة الشوائب الموجودة في الهواء، فإن التشغيل المستقر وعمر المعدات في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-سيكون مهددًا بشكل مباشر.

1. أهمية تنقية الهواء
يحتوي هواء التغذية على كمية كبيرة من الغبار. إذا ترك هذا الغبار دون معالجة، فقد يتسبب في تآكل وتآكل وتقشر في الدفاعات والشفرات أثناء التشغيل-عالي السرعة لضاغط الهواء، مما يؤدي إلى تقصير عمر خدمة الجهاز. ولذلك، تعتبر مرشحات الهواء ذات الكفاءة العالية- ضرورية لإزالة الجسيمات العالقة وضمان نظافة الهواء الأولية.

2. ضرورة التبريد المسبق للهواء
بعد الضغط بواسطة الضاغط التوربيني، يمكن أن ترتفع درجة حرارة الهواء إلى أكثر من 80 درجة. درجة الحرارة المرتفعة هذه لا تساعد على امتصاص المنخل الجزيئي وعمليات التبادل الحراري اللاحقة. يمكن لأنظمة التبريد المسبق للهواء (مثل تبريد الماء، وتبريد الهواء، ووحدات التبريد) أن تقلل درجة الحرارة بشكل فعال، مما يجعل الهواء أكثر ملاءمة لمعالجة درجات الحرارة المنخفضة-عند دخوله إلى وحدة فصل الهواء.

3. نظام تنقية المنخل الجزيئي
بالإضافة إلى الغبار، يحتوي الهواء أيضًا على الرطوبة وثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات (مثل الأسيتيلين). تتجمد هذه الشوائب وتترسب بسهولة في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-، مما قد يؤدي إلى سد الممرات الهوائية أو إتلاف المعدات. تستخدم محطات فصل الهواء الحديثة عادةً أنظمة تنقية الغربال الجزيئي، والتي تستخدم الامتزاز لإزالة الرطوبة وثاني أكسيد الكربون، مما يضمن نظافة واستقرار الهواء الداخل إلى صندوق التبريد. لا تعمل هذه الخطوة على تحسين كفاءة الفصل فحسب، بل تعمل أيضًا على إطالة عمر المعدات بشكل كبير.

يعد ترشيح الهواء والتبريد المسبق والتنقية خطوات أساسية في محطات فصل الهواء، مما يوفر أساسًا متينًا للتقطير المبرد اللاحق.

هل يمكنك تخصيص وحدات فصل الهواء (ASUs) لتلبية متطلبات الغاز المختلفة؟
نعم. يمكن لوحدات ASU الخاصة بنا تخصيص نسب الإنتاج لتلبية احتياجات العملاء، على سبيل المثال، التركيز على إنتاج -الأكسجين أو النيتروجين أو الأرجون عالي النقاء. سنقوم بتصميم عملية فصل مخصصة وتكوين معدات مصممة خصيصًا لتطبيق الصناعة لديك (مثل صناعة الصلب أو المواد الكيميائية أو الغازات الطبية أو تصنيع الإلكترونيات) لضمان التشغيل الفعال والمستقر والمتوافق.

هل يمكن تخصيص نظام الأتمتة والتحكم في جامعة ولاية أريزونا لتلبية متطلباتي؟
نعم. نحن نقدم حلول أتمتة وتحكم متقدمة ويمكننا تكوين نظام DCS/PLC لأتمتة عملية الإنتاج بشكل كامل. يقوم نظام التحكم بمراقبة المعلمات الرئيسية مثل درجة الحرارة، الضغط، النقاء، والتدفق في الوقت الحقيقي، ويدعم وظائف المراقبة والإنذار عن بعد، ويضمن التشغيل الآمن والقابل للتحكم.

هل يمكن تخصيص وحدة ASU لتتوافق مع ظروف الموقع (مثل المناخ أو الارتفاع أو مزيج الطاقة)؟
بالطبع. سيقوم فريقنا الهندسي بإجراء تقييم شامل لبيئة الموقع، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والارتفاع ومزيج الطاقة، خلال مرحلة التصميم الأولي، وتحسين تدفق العملية وهيكل المعدات وفقًا لذلك. على سبيل المثال، في المناطق المرتفعة-، نقوم بضبط معلمات الضاغط والمبادل الحراري للتأكد من إمكانية تشغيل المعدات بكفاءة في بيئات خاصة.