Analyse av argon ekstrahert fra stor kryogen luftseparasjonsenhet

For tiden oppnås Argon hovedsakelig ved dypkalt separasjon av luft. Hvorvidt en storskala dyptgående luftseparasjonsenhet er utstyrt med et argon-system er relatert til investerings- og energiforbruket til enheten. For en nybygd enhet, om å konfigurere et argon -system skal være basert på Argon -markedssituasjonen i området der enheten er lokalisert, kombinert med enhetens investerings- og energiforbruksnivå, og deretter velge et konfigurasjonsordning som er egnet for prosjektet. Bare på denne måten kan rollen som en luftseparasjonsenhet brukes fullt ut, og deretter kan produktstrukturen til fabrikken optimaliseres for å oppnå de beste fordelene.
Nøkkelord: Argon System; marked; energiforbruk; fordel

Innholdsmeny

1. Innledning
2. Introduksjon til en stor luftseparasjonsenhet
3. Prosessstrøm og egenskaper ved argonproduksjon
4. Forskning og analyse av argonmarkedet i et bestemt område
5. Risiko- og energieffektivitetsanalyse av argonproduksjon
6. Konklusjon
7. Forslag

1. Innledning
Sjeldne gasser refererer hovedsakelig til gasser med lavt innhold i atmosfæren, inkludert helium, neon, Argon, Krypton, Xenon, etc., blant dem Argon har det høyeste innholdet, og står for omtrent 0. 932%. Argon er en sjelden gass som er mye brukt i industrien. Det er veldig inaktivt og verken brenner eller støtter forbrenning. Argon brukes hovedsakelig i produksjon, elektronikk, metallsmelting og andre bransjer. For eksempel, når sveise aluminium, magnesium, kobber og legeringer og rustfritt stål, blir argon ofte brukt som sveisingskjermingsgass for å forhindre at de sveisede delene blir oksidert eller nitrert med luft. I faktisk industriell produksjon er innstillingen av Argonsystemet relatert til produktstrukturen, investeringene og energiforbruket til enheten.

2. Introduksjon til en stor luftseparasjonsenhet
Et stort kullkjemisk prosjekt i en viss region planlegger å bygge en luftseparasjonsenhet med en oksygenproduksjonskapasitet på 50, 000 nm3/h. Enheten planlegger å bruke normal temperaturmolekylær sil adsorpsjonsrensing, lufttrykk, oksygen og nitrogenprodukt intern komprimeringsprosess, vanlig pakketårn og full destillasjons argonproduksjonsprosess og luftkompressorenhetsmotortasjon.
3. Prosessstrøm og egenskaper ved argonproduksjon
Metoden som vanligvis brukes for produksjon av argon er full destillasjons argonproduksjon, som har fordelene med enkel prosess, praktisk drift, sikkerhet, stabilitet og høy argonutvinningsgrad. Den fulle destillasjons argonproduksjonen er å ta den argonrike brøkdelen fra de midterste og nedre delene av det øvre tårnet og komme inn i argondestillasjonssystemet, skille oksygen og argon i det rå argontårnet, og direkte oppnå rå argon med et oksygeninnhold i<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 av argonmarkedet i en viss region
I følge undersøkelsen er det 9 luftseparasjonsenheter med en skala på mer enn 6 000 nm3/t i drift, under konstruksjon, og planlagt i en viss region, som vist i tabell 1. Blant dem er det 6 enheter som har blitt satt i produksjon og produsert argon, med en total kapasitet på 5860 nm3/h (i henhold til den designet. I tillegg, på grunn av det faktum at argonsystemet til noen prosjekter ikke har blitt tatt i bruk eller utgangen er lav, er den faktiske utgangen omtrent 63 000 t/a. Generelt er argonproduksjonskapasiteten i denne regionen relativt liten.

Det er underforstått at enhetens transportkostnad for flytende argon er {{0}}. 8 til 1.0 yuan/(t · km). Prisforskjellen mellom markedene innen 200 km er teoretisk sett omtrent 160 yuan/t; Tilsvarende overstiger prisforskjellen mellom to markeder 500 km fra hverandre 400 yuan/t, og markedene er koblet sammen. Det er underforstått at markedsprisen på Argon i denne regionen er 800 til 1900 yuan/t (beregnet basert på den årlige gjennomsnittsprisen på 1000 yuan).
For 5 0, 000- klasse luftseparasjon, er Argon et biprodukt. Teoretisk sett er energiforbruket hovedsakelig sammensatt av separasjonsarbeid og flytende arbeid (komprimeringsarbeidet er alt distribuert på oksygen og nitrogen). Det er kjent at det teoretiske minimumsfluktarbeidet til argon er 0. 2391 kw · h/nm3 (beregnet til 0. 3 kw · h/nm3), og flytende arbeid beregnes til å være 560 × 0. 3=168 kw} hw} hw} hw} hw} hw} hw} hw} hw} hw {h/t. Separasjonsarbeid beregnes i henhold til formelen: W=RT (NO2LN + NN2LN + NAR LN) I formelen er R den universelle gasskonstanten; T er omgivelsestemperaturen; NO2, NN2, NAR er henholdsvis mengder oksygen, nitrogen og argonstoffer; PO2, PN2, PAR er henholdsvis delvis trykk fra henholdsvis oksygen, nitrogen og argonkomponenter; P er det totale trykket.
Gjennom beregning kan det oppnås at det teoretiske minimumsseparasjonsarbeidet på 1 nm3 av luft er omtrent 0. 017 44 kw · h/nm3 (beregnet som 0. 0 2 kw · h/nm3) og 8% av separasjonen for å se på.=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. Oppsummert er produksjonskostnadene for Argon omtrent 316 kW · H/T, eller 139 yuan/t.
Den totale kostnaden som dekker kunder innen 200 og 500 km.
Transportradiusen til dette området fra den industrielle sonen i provinshovedstaden er bare 100 km. I fremtiden, med provinsens "sterke kapital" utviklingsstrategiplanlegging, vil produksjonsindustrien, spesielt elektronikk og solcelleindustri, innlede store utviklingsmuligheter, og markedets etterspørsel etter argon vil også øke deretter.

5. Risiko- og energieffektivitetsanalyse av argonproduksjon
For produksjon av argon er den nåværende fulle destillasjons argonproduksjonsprosessen teknisk moden og pålitelig, og vil ikke øke sikkerhetsrisikoen for enheten. Konfigurasjonen av Argon-systemet vil også øke oksygenekstraksjonshastigheten og ha en betydelig energisparende effekt. For 50, 000- nivå luftseparasjon er argonekstraksjonsvolumet omtrent 1500 nm3/t (argonekstraksjonshastighet er 70%). En sammenligning blir gjort når det gjelder energiforbruk, investeringer og inntekter, som vist i tabell 2.

Tabell 2 Sammenligning av ordninger for konfigurering av Argonsystem

Siden mer enn 90% av energiforbruket til luftseparasjonsenheten genereres av luftkompressoren og boosteren, beregner vi reduksjonen i energiforbruket ved å konfigurere Argon -systemet. Jo raskere fôrhastigheten, jo raskere synker temperaturen i bunnen av tanken, og jo større temperaturforskjell mellom de indre og ytterveggene, noe som får den indre veggen til tanken til å bære større strekkspenning. Under superposisjonen av flere påkjenninger forverres den lokale høye belastningen. Denne lokale høye belastningen gir gunstige forhold for dannelse og utvidelse av sprekker. I den rette kanten av hodet der den lavt temperaturen seighet er den svakeste, former overflatekornene nær den varmepåvirkede sonen til sveisen intergranulære sprekker. Under handlingen av lokalt høyt stress fortsetter sprekkene å utvide seg langs kornet eller overgranulær spaltning av sprøhet, og til slutt trenger og får tanken til å mislykkes.
6. Forslag
1. Sviktsprekker av det kryogene tankhodet er en sprø sprekk med lav temperatur forårsaket av stresset inne i tanken. Sprekken stammer fra den indre overflaten av den rette kantdelen av hodet utenfor den varmepåvirkede sonen på omkretssveisen. Sprekkene i sprekkkildeområdet og den indre overflaten er hovedsakelig intergranulære sprekker, og forlengelsesområdet er intergranulær og transgranulær spaltning av sprø sprekker.
2. Under formingsprosessen for den rette kantdelen av hodet skjedde deformasjonsindusert martensittisk fase transformasjon, noe som resulterte i en stor deformasjon herding, noe som betydelig forverret den lave temperaturen seigheten av materialet, og den store restspenningen var den viktigste årsaken til den lave temperaturen sprø sprekksprekker i kryogen-tanken.
3. Den overdreven deformasjonen av belastningsstyrken av den kryogene tanken øker herding av materialet og gjør materialet sprøtt, samtidig som det forårsaker stort restspenning, noe som akselererer generering av sprekker.
4. Temperaturforskjellspenningen som genereres av den intermitterende fyllingen av flytende nitrogen under bruk av tanken akselererer også stresskonsentrasjon og sprekkforlengelse.
7. Konklusjon
1. Den belastningsinduserte martensittfasetransformasjonen forårsaket av kald deformasjon av austenittisk rustfritt stål er relatert til plastisk deformasjonstemperatur, deformasjonsmengde og deformasjonshastighet. Det anbefales at varmforming brukes til hodedannelse for å redusere generering av deformasjonsmartensitt og materialdeformasjon herding forårsaket av kald deformasjon. Etter at hodet er dannet, kan det ekvivalente ferrittinnholdet oppdages ved magnetisk deteksjonsmetode. Det tilsvarende ferrittinnholdet bør generelt kontrolleres under 15%. For hodet hvis ekvivalent ferritt i den rette kantseksjonen overstiger kravet, kan den faste løsningsbehandlingsmetoden brukes til å redde den, slik at plastisiteten og seigheten til materialet delvis kan gjenopprettes eller forbedres;

2. Når belastningen styrker lagringstanken, bør deformasjonsmengden strengt kontrolleres, og temperaturen og deformasjonshastigheten til den trykkende væsken skal kontrolleres for å unngå høyhastighets deformasjon ved lav temperatur, redusere generering av deformasjons martensitt og redusere deformasjonsresteringen.

Kontakt nå