تحليل الأرجون المستخرج من وحدة فصل الهواء المبردة الكبيرة

في الوقت الحاضر ، يتم الحصول على الأرجون بشكل رئيسي عن طريق الفصل العميق للهواء. ما إذا كانت وحدة فصل الهواء الباردة على نطاق واسع مجهزة بنظام الأرجون مرتبطة باستهلاك الاستثمار والطاقة للوحدة. بالنسبة للوحدة التي تم إنشاؤها حديثًا ، يجب أن تستند تكوين نظام الأرجون إلى وضع سوق الأرجون في المنطقة التي توجد فيها الوحدة ، إلى جانب مستوى الاستثمار في الوحدة واستهلاك الطاقة ، ثم حدد مخطط تكوين مناسب للمشروع. بهذه الطريقة فقط ، يمكن استخدام دور وحدة فصل الهواء بالكامل ، ثم يمكن تحسين بنية منتج المصنع للحصول على أفضل الفوائد.
الكلمات الرئيسية: نظام الأرجون ؛ سوق؛ استهلاك الطاقة فائدة

قائمة المحتوى

1. مقدمة
2. مقدمة لوحدة فصل الهواء الكبيرة
3. تدفق العملية وخصائص إنتاج الأرجون
4. البحث وتحليل سوق الأرجون في مجال معين
5. تحليل المخاطر وكفاءة الطاقة لإنتاج الأرجون
6. الخلاصة
7. الاقتراحات

1. مقدمة
تشير الغازات النادرة بشكل رئيسي إلى الغازات ذات المحتوى المنخفض في الغلاف الجوي ، بما في ذلك الهيليوم ، النيون ، الأرجون ، الكريبتون ، زينون ، وما إلى ذلك ، من بينها أن الأرجون لديه أعلى محتوى ، وهو ما يمثل حوالي {0}}. 932 ٪. الأرجون هو غاز نادر يستخدم على نطاق واسع في الصناعة. إنه غير نشط للغاية ولا حروق ولا يدعم الاحتراق. يستخدم الأرجون بشكل أساسي في التصنيع والإلكترونيات والصهر المعدني وغيرها من الصناعات. على سبيل المثال ، عند لحام الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس والسبائك والفولاذ المقاوم للصدأ ، غالبًا ما يتم استخدام الأرجون كغاز محمي لحام لمنع الأجزاء الملحومة من التأكسد أو النيتريد بالهواء. في الإنتاج الصناعي الفعلي ، يرتبط إعداد نظام الأرجون بهيكل المنتج والاستثمار واستهلاك الطاقة للجهاز.

2. مقدمة لوحدة فصل الهواء الكبيرة
يخطط مشروع كيميائي كبير للفحم في منطقة معينة لبناء وحدة فصل الهواء مع قدرة إنتاج الأكسجين البالغة 50 ، {1}} nm3/h. تخطط الوحدة لاستخدام تنقية الامتزاز الجزيئي في درجة الحرارة العادية ، والضغط على الهواء ، والأكسجين ، وعملية الضغط الداخلي لمنتج النيتروجين ، وبرج التعبئة المنتظم وعملية إنتاج أرجون التقطير الكامل ، ومحرك محرك وحدة ضاغط الهواء.
3. تدفق العملية وخصائص إنتاج الأرجون
الطريقة التي تستخدم عادة لإنتاج الأرجون هي إنتاج التقطير الكامل ، والذي يتمتع بمزايا العملية البسيطة ، والتشغيل المريح ، والسلامة ، والاستقرار ، ومعدل استخراج الأرجون العالي. إن إنتاج الأرجون التقطيع الكامل هو أخذ الكسر الغني بالأرجون من الأجزاء الوسطى والسفلية من البرج العلوي وإدخال نظام التقطير الأرجون ، والأكسجين المنفصل والأرجون في برج الأرجون الخام ، والحصول مباشرة على الأرجون الخام مع محتوى الأكسجين من<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. البحث وتحليل سوق الأرجون في منطقة معينة
وفقًا للمسح ، هناك 9 وحدات فصل للهواء مع مقياس يزيد عن 6 000 nm3/h في العملية ، قيد الإنشاء ، والمخطط له في منطقة معينة ، كما هو موضح في الجدول 1. من بينها ، هناك 6 وحدات تم وضعها في الإنتاج وتنتج ، مع قدرة إجمالية قدرها 5860 نانومتر/ح (وفقًا للقدرة المصممة) ، هذا 84 ، بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لحقيقة أن نظام الأرجون لبعض المشاريع لم يتم استخدامه أو أن يكون الإخراج منخفضًا ، فإن الناتج الفعلي هو حوالي 63000 طن/أ. بشكل عام ، تكون القدرة الإنتاجية الأرجون في هذه المنطقة صغيرة نسبيًا.

من المفهوم أن تكلفة نقل الوحدة للأرجون السائل هي {0}}. 8 إلى 1.0 يوان/(t · كم). الفرق بين الأسواق بين 200 كم من الناحية النظرية حوالي 160 يوان/ر ؛ وبالمثل ، يتجاوز فرق السعر بين سوقين على بعد 500 كم على 400 يوان/ر ، والأسواق متصلة. من المفهوم أن سعر سوق الأرجون في هذه المنطقة يتراوح من 800 إلى 1900 يوان/T (محسوب على أساس متوسط ​​سعر السنوي البالغ 1000 يوان).
من أجل 5 0 ، 000- فصل الهواء الدراسي ، الأرجون هو منتج ثانوي. من الناحية النظرية ، يتكون استهلاك الطاقة بشكل أساسي من أعمال الانفصال والتمويل (يتم توزيع جميع أعمال الضغط على الأكسجين والنيتروجين). من المعروف أن الحد الأدنى النظري لأعمال التسييل من الأرجون هو 0. يتم حساب عمل الفصل وفقًا للصيغة: W=rt (no2ln + nn2ln + nar ln) في الصيغة ، r هو ثابت الغاز العالمي ؛ تي هي درجة الحرارة المحيطة. NO2 ، NN2 ، NAR هي كميات من المواد الأكسجين والنيتروجين والأرجون على التوالي ؛ PO2 ، PN2 ، PAR هي الضغوط الجزئية للمكونات الأكسجين والنيتروجين والأرجون على التوالي ؛ P هو الضغط الكلي.
من خلال الحساب ، يمكن الحصول على أن الحد الأدنى النظري للفصل من 1 nm3 من الهواء هو حول 0. 017 44 kw · h/nm3 (محسوب على أنه {5}}=248 ، 000 × 0.02 × 8 ٪ × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. باختصار ، تبلغ تكلفة إنتاج Argon حوالي 316 كيلو واط · H/T ، أو 139 يوان/ر.
تغطية العملاء في غضون 200 و 500 كم ، بالإضافة إلى تكاليف النقل ، تبلغ التكلفة الإجمالية حوالي 299 و 539 يوان/تي على التوالي ، والتي لا تزال لديها بعض مزايا التكلفة.
نصف قطر النقل في هذه المنطقة من المنطقة الصناعية لرأس المال الإقليمي هو 100 كم فقط. في المستقبل ، مع تخطيط إستراتيجية التنمية "الرأسمالية القوية" في المقاطعة ، فإن صناعة التصنيع ، وخاصة الصناعات الإلكترونية والصور الضوئية ، ستدخل في فرص التنمية الرئيسية ، وسيزداد الطلب على السوق على الأرجون وفقًا لذلك.

5. تحليل المخاطر وكفاءة الطاقة لإنتاج الأرجون
بالنسبة لإنتاج Argon ، فإن عملية إنتاج Argon الكاملة الحالية ناضجة وموثوقة من الناحية الفنية ، ولن تزيد من خطر السلامة للجهاز. سيؤدي تكوين نظام الأرجون أيضًا إلى زيادة معدل استخراج الأكسجين وله تأثير كبير لتوفير الطاقة. بالنسبة لـ 50 ، 000- فصل الهواء المستوى ، يبلغ حجم استخراج الأرجون حوالي 1500 نانومتر/ساعة (معدل استخراج الأرجون هو 70 ٪). يتم إجراء مقارنة من حيث استهلاك الطاقة والاستثمار والدخل ، كما هو مبين في الجدول 2.

الجدول 2 مقارنة المخططات لتكوين نظام الأرجون

نظرًا لأن أكثر من 90 ٪ من استهلاك الطاقة لوحدة فصل الهواء يتم إنشاؤها بواسطة ضاغط الهواء والدعم ، فإننا نحسب تخفيض استهلاك الطاقة عن طريق تكوين نظام الأرجون. كلما أسرع معدل التغذية ، كلما أسرعت درجة الحرارة في أسفل الخزان ، وكلما زاد فرق درجة الحرارة بين الجدران الداخلية والخارجية ، مما يسبب الجدار الداخلي للخزان لتحمل إجهاد شد أكبر. تحت تراكب العديد من الضغوط ، يتم تفاقم الإجهاد العالي المحلي. يوفر هذا الإجهاد العالي المحلي شروطًا مواتية لتشكيل وتوسيع الشقوق. في الحافة المستقيمة للرأس حيث تكون صلابة درجات الحرارة المنخفضة هي الأضعف ، فإن الحبوب السطحية بالقرب من المنطقة المتأثرة بالحرارة في التشققات بين الخلايا. في ظل عمل الإجهاد العالي المحلي ، تستمر الشقوق في التوسع على طول هشاشة الانقسام في الحبوب أو الانقسام ، وتتسبب أخيرًا في فشل الخزان.
6. اقتراحات
1. ينشأ الكراك من السطح الداخلي لقسم الحافة المستقيمة من الرأس خارج المنطقة المتأثرة بالحرارة في اللحام المحيطي. الشقوق في منطقة مصدر الكراك والسطح الداخلي هي في الأساس تشققات بين الخلايا ، ومنطقة التمديد هي تكسير الانقسام الهش في الانقسام.
2. أثناء عملية تشكيل قسم الحافة المستقيمة من الرأس ، حدث تحول المرحلة المارسية الناجمة عن التشوه ، مما أدى إلى تصلب تشوه كبير ، مما تدهور بشكل كبير من صلابة درجة الحرارة المنخفضة للمادة ، وكان الإجهاد المتبقي الكبير هو السبب الرئيسي للتشققات الهشة في درجة الحرارة المنخفضة في رأس الخزان الباردة.
3- يزيد التشوه المفرط لتقوية السلالة في الخزان المبرد من تصلب المادة ويجعل المادة هشة ، بينما تسبب الإجهاد المتبقي الكبير ، الذي يسرع توليد الشقوق.
4. إجهاد اختلاف درجة الحرارة الناتج عن ملء النيتروجين السائل المتقطع أثناء استخدام الخزان يسرع أيضًا تركيز الإجهاد وتمديد الكراك.
7. الخلاصة
1- يرتبط تحول طور مارتينسيت الناجم عن الإجهاد الناجم عن تشوه البرد من الفولاذ المقاوم للصدأ الوليستيني بدرجة حرارة التشوه البلاستيكية ، وكمية التشوه ومعدل التشوه. يوصى باستخدام تشكيل دافئ لتشكيل الرأس لتقليل توليد martensite التشوه وتصلب تشوه المواد الناجم عن تشوه البرد. بعد تشكيل الرأس ، يمكن اكتشاف محتوى الفريت المكافئ عن طريق طريقة الكشف المغناطيسي. يجب أن يتم التحكم بشكل عام في محتوى الفريت المعادل أقل من 15 ٪. بالنسبة للرأس الذي يتجاوز الفريت المكافئ لقسم الحافة المستقيمة المتطلبات ، يمكن استخدام طريقة معالجة المحلول الصلبة لحفظه ، بحيث يمكن استعادة اللدونة والصلابة للمادة جزئيًا ؛

2. عندما تقوي الإجهاد في خزان التخزين ، يجب التحكم في مبلغ التشوه بصرامة ، ويجب التحكم في معدل درجة الحرارة والتشوه للسائل المضغوط لتجنب التشوه عالي السرعة في درجة حرارة منخفضة ، ويقلل بشكل فعال من توليد مارتينسيت التشوه ، وتقليل الإجهاد المتبقي للتشوه.

الاتصال الآن