نقش اصلی مبدلهای حرارتی ژنراتور اکسیژن

مبدلهای حرارتی ژنراتور اکسیژن اجزای اصلی برای عملکرد کارآمد و پایدار تجهیزات تولید اکسیژن هستند. عملکردهای اصلی آنها در حدود سه بعد کلیدی می چرخد: تنظیم انرژی ، کنترل حالت و ایمنی سیستم.

1. بازیابی انرژی و صرفه جویی در مصرف انرژی ، کاهش مصرف انرژی سیستم
فرآیند تولید اکسیژن (به ویژه جداسازی هوای کرایوژنیک) مقادیر قابل توجهی از انرژی را مصرف می کند (به عنوان مثال ، هوای فشرده و تبرید). مبدلهای حرارتی با بازیافت گرما و ظرفیت خنک کننده ، مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند:

در جداسازی هوای کرایوژنیک ، مبدل حرارتی اصلی گرما را بین هوای فشرده شده ، محیط و پایین - درجه حرارت اکسیژن ، نیتروژن و جریان های نیتروژن آلوده از برج تقطیر مبادله می کند. انرژی سرد گاز دمای پایین - هوا را خنک می کند (آن را به دمای مایع شدن آن نزدیک می کند) و در عین حال ظرفیت خنک کننده را نیز بازیابی می کند (کاهش بار در سیستم تبرید). به عنوان مثال ، اگر انرژی سرد نیتروژن آلوده بازیابی نشود ، خنک کننده مصرف انرژی بیش از 30 ٪ افزایش می یابد.
در جذب فشار فشار PSA (PSA) ، گرمای تولید شده توسط هوای فشرده شده سریعاً از طریق کولر خارج می شود و از کاهش دمای بالا در کاهش بهره وری جذب غربال مولکولی (که به انرژی اضافی برای حفظ جذب نیاز دارد) جلوگیری می شود ، به طور غیرمستقیم هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.

2. برای اطمینان از راندمان جداسازی ، وضعیت گاز را دقیقاً کنترل کنید
هسته تولید اکسیژن جدا کردن اکسیژن و نیتروژن از طریق روشهای فیزیکی (جداسازی مایع کرایوژنیک یا جداسازی جذب PSA) است. وضعیت تغییر دما و فاز گاز به طور مستقیم بر اثر جداسازی تأثیر می گذارد. مبدلهای حرارتی نقش مهمی در کنترل حالت گاز برای مطابقت با نیازهای فرآیند دارند:

در جداسازی هوای کرایوژنیک:
مبدل حرارتی اصلی هوا را به دمای مایع نزدیک (-170-180 درجه) خنک می کند و پایه و اساس جداسازی مایع در ستون تقطیر بعدی را ایجاد می کند.
زیرمجموعه اکسیژن و نیتروژن مایع را در زیر نقطه جوش خود (زیرمجموعه) خنک می کند و از تبخیر آنها در هنگام پرتاب یا حمل و نقل جلوگیری می کند و از تولید پایدار محصولات مایع اطمینان می دهد.
کندانسور - evaporator (خنک کننده اولیه) نیتروژن را هدایت می کند- چرخه تغییر فاز اکسیژن را از طریق تبادل گرما (چگالی نیتروژن و گرما آزاد می کند ، سپس اکسیژن را جذب می کند و گرما را جذب می کند) ، به طور مستقیم به جداسازی تقطیر می رسد.
در تولید اکسیژن PSA:
کولر هوای فشرده شده را به زیر 40 درجه خنک می کند (درجه حرارت بالا توانایی غربال مولکولی در جذب نیتروژن را کاهش می دهد) ، و اطمینان از عملکرد کارآمد ستون جذب.

3. اطمینان از ایمنی و ثبات سیستم
محیط های تولید اکسیژن شرایط منحصر به فردی مانند دمای پایین ، فشار بالا و اکسیژن (که از احتراق پشتیبانی می کند) را نشان می دهد. مبدل های حرارتی باید برای کاهش خطرات طراحی و کنترل شوند:

Clogging Anti {{0}: مبدل های حرارتی کرایوژنیک باید از یخ زدگی در هوا در دمای پایین جلوگیری کنند (که می تواند کانال ها را مسدود کند). سیستم تمیز کردن Pre- و مبدل حرارتی باید برای جلوگیری از رسوب ناخالصی سازگار باشد.

پیشگیری از شعله و انفجار: اجزای مبدل حرارتی که با اکسیژن در تماس هستند (مانند کولر اصلی در یک سیستم کرایوژنیک و کولر در PSA) باید از مواد بی اثر مانند فولاد ضد زنگ ساخته شود و یک سطح صیقلی برای به حداقل رساندن چسبندگی ناخالصی و کاهش خطر ابتلا به اکسیژن داشته باشد.

جلوگیری از خنک کننده/گرمای فراری: طرح آب بندی مبدل حرارتی کرایوژنیک (مانند صفحه - فرآیند باله باله) نشت خنک کننده (از دست دادن سرما) را به حداقل می رساند و از نوسانات دمای سیستم جلوگیری می کند. اتلاف حرارت پایدار در کولرهای PSA از تجمع حرارت فشرده سازی و گرمای بیش از حد جلوگیری می کند.