Rôle de base des échangeurs de chaleur du générateur d'oxygène

Les échangeurs de chaleur du générateur d'oxygène sont des composants clés pour le fonctionnement efficace et stable de l'équipement de production d'oxygène. Leurs fonctions principales tournent autour de trois dimensions clés: la régulation de l'énergie, le contrôle de l'état et la sécurité du système.

1. Récupération d'énergie et économie d'énergie, réduction de la consommation d'énergie du système
Le processus de production d'oxygène (en particulier la séparation cryogénique de l'air) consomme des quantités importantes d'énergie (par exemple, l'air comprimé et la réfrigération). Les échangeurs de chaleur réduisent considérablement la consommation d'énergie en recyclant la chaleur et la capacité de refroidissement:

Dans la séparation cryogénique de l'air, le principal échangeur de chaleur échange de la chaleur entre l'air comprimé, de l'air ambiant et de la basse - température de la température, de l'azote et des flux d'azote contaminés déchargés de la tour de distillation. L'énergie froide du gaz à faible teneur en température - refroidit l'air (le rapprochant de sa température de liquéfaction) tout en récupérant la capacité de refroidissement (en réduisant la charge sur le système de réfrigération). Par exemple, si l'énergie froide de l'azote contaminé n'est pas récupérée, la consommation d'énergie de refroidissement augmentera de plus de 30%.
Dans l'adsorption de swing de pression PSA (PSA), la chaleur générée par l'air comprimé est rapidement retirée à travers le refroidisseur, empêchant des températures élevées de provoquer une diminution de l'efficacité d'adsorption du tamis moléculaire (ce qui nécessiterait une énergie supplémentaire pour maintenir l'adsorption), réductant indirectement les coûts d'exploitation.

2. Contrôler avec précision l'état de gaz pour assurer l'efficacité de la séparation
Le noyau de la production d'oxygène est de séparer l'oxygène et l'azote par des méthodes physiques (séparation cryogénique de liquéfaction ou séparation d'adsorption de PSA). L'état de température et de changement de phase du gaz affecte directement l'effet de séparation. Les échangeurs de chaleur jouent un rôle clé dans le contrôle de l'état de gaz pour correspondre aux exigences du processus:

Dans la séparation cryogénique de l'air:
L'échangeur de chaleur principal refroidit l'air jusqu'à une température de liquéfaction proche (-170-180 degrés), posant les bases de la séparation de la liquéfaction dans la colonne de distillation suivante;
Le sous-refroidisseur refroidit l'oxygène liquide et l'azote sous leur point d'ébullition (sous-refroidissement), les empêchant de se vaporiser pendant la limitation ou le transport, garantissant une production stable de produits liquides;
L'évaporateur du condenseur - (refroidissement primaire) entraîne le cycle de changement de phase d'oxygène à l'azote - par l'échange de chaleur (l'azote se condense et libère la chaleur, puis l'oxygène liquide absorbe la chaleur et évapore), réalisant directement la séparation de la distillation.
Dans la production d'oxygène PSA:
Le refroidisseur refroidit l'air comprimé à moins de 40 degrés (des températures élevées réduisent la capacité du tamis moléculaire à adsorber l'azote), garantissant un fonctionnement efficace de la colonne d'adsorption.

3. Assurer la sécurité et la stabilité du système
Les environnements de production d'oxygène présentent des conditions uniques telles que la basse température, la haute pression et l'oxygène (qui soutient la combustion). Les échangeurs de chaleur doivent être conçus et contrôlés pour atténuer les risques:

Anti - Clogging: les échangeurs de chaleur cryogéniques doivent empêcher l'eau et le co₂ dans l'air de geler à basse température (ce qui pourrait bloquer les canaux). Le système de nettoyage pré - et l'échangeur de chaleur doivent être compatibles pour empêcher le dépôt d'impuretés.

Flamme et prévention de l'explosion: les composants de l'échangeur de chaleur qui entrent en contact avec l'oxygène (comme le principal refroidisseur dans un système cryogénique et le refroidisseur dans un PSA) doivent être fabriqués en matériaux inertes tels que l'acier inoxydable et avoir une surface polie pour minimiser l'adhésion d'impureté et réduire le risque de combustion d'oxygène.

Prévenir le refroidissement / la chaleur Runage: La conception d'étanchéité de l'échangeur de chaleur cryogénique (comme la plaque - Brazage du processus de brasage) minimise les fuites de refroidissement (perte à froid) et empêche les fluctuations de la température du système. La dissipation de chaleur stable dans les refroidisseurs PSA empêche l'accumulation de chaleur et la surchauffe de compression.