Analisis argon yang diekstraksi dari unit pemisahan udara kriogenik besar

Saat ini, Argon terutama diperoleh dengan pemisahan udara yang mendalam. Apakah unit pemisahan udara terdalam skala besar dilengkapi dengan sistem argon terkait dengan investasi dan konsumsi energi unit. Untuk unit yang baru dibangun, apakah akan mengonfigurasi sistem argon harus didasarkan pada situasi pasar Argon di daerah di mana unit berada, dikombinasikan dengan tingkat investasi unit dan konsumsi energi, dan kemudian memilih skema konfigurasi yang cocok untuk proyek tersebut. Hanya dengan cara ini peran unit pemisahan udara dapat digunakan sepenuhnya, dan kemudian struktur produk pabrik dapat dioptimalkan untuk mendapatkan manfaat terbaik.
Kata kunci: Sistem Argon; pasar; konsumsi energi; keuntungan

Menu konten

1. Pendahuluan
2. Pengantar unit pemisahan udara besar
3. Aliran proses dan karakteristik produksi argon
4. Penelitian dan analisis pasar Argon di bidang tertentu
5. Analisis Efisiensi Risiko dan Energi dari Produksi Argon
6. Kesimpulan
7. Saran

1. Pendahuluan
Gas langka terutama merujuk pada gas dengan kandungan rendah di atmosfer, termasuk helium, neon, argon, krypton, xenon, dll., Di antaranya argon memiliki konten tertinggi, akuntansi sekitar 0. 932%. Argon adalah gas langka yang banyak digunakan dalam industri. Ini sangat tidak aktif dan tidak membakar atau mendukung pembakaran. Argon terutama digunakan dalam manufaktur, elektronik, peleburan logam dan industri lainnya. Misalnya, ketika pengelasan aluminium, magnesium, tembaga dan paduannya dan stainless steel, argon sering digunakan sebagai gas pelindung pengelasan untuk mencegah bagian yang dilas tidak teroksidasi atau dinyalakan oleh udara. Dalam produksi industri aktual, pengaturan sistem argon terkait dengan struktur produk, investasi dan konsumsi energi perangkat.

2. Pengantar unit pemisahan udara besar
Proyek kimia batubara besar di wilayah tertentu berencana untuk membangun unit pemisahan udara dengan kapasitas produksi oksigen 50, 000 nm3/h. Unit ini berencana untuk menggunakan pemurnian adsorpsi saringan suhu normal, tekanan udara, proses kompresi internal produk oksigen dan nitrogen, menara pengemasan reguler dan proses produksi argon distilasi penuh, dan penggerak motor unit kompresor udara.
3. Aliran proses dan karakteristik produksi argon
Metode yang biasa digunakan untuk produksi argon adalah produksi argon distilasi penuh, yang memiliki keunggulan proses sederhana, operasi yang nyaman, keamanan, stabilitas dan tingkat ekstraksi argon yang tinggi. Produksi argon distilasi penuh adalah untuk mengambil fraksi kaya argon dari bagian menengah dan bawah menara atas dan memasuki sistem distilasi argon, memisahkan oksigen dan argon di menara argon kasar, dan secara langsung mendapatkan argon kasar dengan kandungan oksigen dari<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. Penelitian dan analisis pasar Argon di wilayah tertentu
Menurut survei, ada 9 unit pemisahan udara dengan skala lebih dari 6 000 nm3/jam beroperasi, dalam pembangunan, dan direncanakan di wilayah tertentu, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Di antara mereka, ada 6 unit yang telah dimasukkan ke dalam produksi dan menghasilkan argon, dengan kapasitas total 5860 nm3/h (menurut kapasitas yang dirancang), yaitu. Selain itu, karena fakta bahwa sistem argon dari beberapa proyek belum digunakan atau outputnya rendah, output sebenarnya adalah sekitar 63.000 t/a. Secara umum, kapasitas produksi argon di wilayah ini relatif kecil.

Dipahami bahwa biaya transportasi unit dari argon cair adalah {{0}}. 8 hingga 1.0 yuan/(t · km). Perbedaan harga antara pasar dalam 200 km secara teoritis sekitar 160 yuan/t; Demikian pula, perbedaan harga antara dua pasar terpisah 500 km melebihi 400 yuan/t, dan pasar terhubung. Dapat dipahami bahwa harga pasar argon di wilayah ini adalah 800 hingga 1900 yuan/t (dihitung berdasarkan harga rata -rata tahunan 1000 yuan).
Untuk 5 0, 000- pemisahan udara kelas, argon adalah produk sampingan. Secara teoritis, konsumsi energi terutama terdiri dari pekerjaan pemisahan dan pekerjaan pencairan (pekerjaan kompresi semuanya didistribusikan pada oksigen dan nitrogen). Diketahui bahwa karya pencairan minimum teoretis dari argon adalah 0. 2391 kW · h/nm3 (dihitung pada 0. 3 kw · h/nm3), dan pekerjaan pencairan dihitung 560 × 0. Pekerjaan pemisahan dihitung sesuai dengan rumus: w=rt (no2ln + nn2ln + nar ln) dalam rumus, r adalah konstanta gas universal; T adalah suhu sekitar; NO2, NN2, NAR masing -masing adalah jumlah zat oksigen, nitrogen, dan argon; PO2, PN2, PAR adalah tekanan parsial masing -masing komponen oksigen, nitrogen, dan argon; P adalah tekanan total.
Melalui perhitungan, dapat diperoleh bahwa karya pemisahan minimum teoretis dari 1 nm3 udara adalah tentang 0. 017 44 kw · h/nm3 (dihitung sebagai 0. 0 2 kw · h/nm3), dan 8% dari pekerjaan di Work, dan 8% dari pekerjaan di tempat kerja, dan 8% dari pekerjaan di tempat kerja, dan 8% dari pekerjaan di Work,=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 kw · h/t. Singkatnya, biaya produksi argon adalah sekitar 316 kW · h/t, atau 139 yuan/t.
Meliputi pelanggan dalam jarak 200 dan 500 km, ditambah biaya transportasi, total biaya masing -masing sekitar 299 dan 539 yuan/t, yang masih memiliki keunggulan biaya tertentu.
Radius transportasi daerah ini dari zona industri ibukota provinsi hanya 100 km. Di masa depan, dengan perencanaan strategi pembangunan "modal kuat" provinsi, industri manufaktur, terutama industri elektronik dan fotovoltaik, akan mengantarkan peluang pengembangan besar, dan permintaan pasar untuk Argon juga akan meningkat.

5. Analisis Efisiensi Risiko dan Energi dari Produksi Argon
Untuk produksi argon, proses produksi argon distilasi penuh saat ini secara teknis matang dan dapat diandalkan, dan tidak akan meningkatkan risiko keselamatan perangkat. Konfigurasi sistem argon juga akan meningkatkan laju ekstraksi oksigen dan memiliki efek hemat energi yang signifikan. Untuk 50, 000- level pemisahan udara, volume ekstraksi argon adalah sekitar 1500 nm3/jam (laju ekstraksi argon adalah 70%). Perbandingan dibuat dalam hal konsumsi energi, investasi, dan pendapatan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Perbandingan Skema untuk Mengkonfigurasi Sistem Argon

Karena lebih dari 90% konsumsi energi unit pemisahan udara dihasilkan oleh kompresor udara dan booster, kami menghitung pengurangan konsumsi energi dengan mengkonfigurasi sistem argon. Semakin cepat laju umpan, semakin cepat suhu di bagian bawah tangki turun, dan semakin besar perbedaan suhu antara dinding bagian dalam dan luar, yang menyebabkan dinding bagian dalam tangki memiliki tekanan tarik yang lebih besar. Di bawah superposisi beberapa tekanan, stres tinggi lokal diperburuk. Stres tinggi lokal ini memberikan kondisi yang menguntungkan untuk pembentukan dan perluasan retakan. Di tepi lurus kepala di mana ketangguhan suhu rendah adalah yang terlemah, butiran permukaan di dekat zona yang terkena dampak panas dari lasan membentuk retakan intergranular. Di bawah aksi stres tinggi lokal, retakan terus meluas di sepanjang gandum atau pembelahan genteng, dan akhirnya menembus dan menyebabkan tangki gagal.
6. Saran
1. Kegagalan retak kepala tangki cryogenic adalah retakan rapuh suhu rendah yang disebabkan oleh tegangan di dalam tangki. Retak berasal dari permukaan bagian dalam bagian tepi lurus kepala di luar zona yang terkena dampak panas dari lasan melingkar. Retak di area sumber retak dan permukaan bagian dalam terutama retak intergranular, dan area ekstensi adalah retak rapuh rapuh intergranular dan transgranular.
2. Selama proses pembentukan bagian tepi lurus kepala, terjadi transformasi fase martensit yang diinduksi deformasi, menghasilkan pengerasan deformasi yang besar, yang secara signifikan memburuk ketangguhan suhu rendah dari bahan, dan stres residu yang besar adalah penyebab utama retak rapuh suhu rendah pada kepala tangki cryogenic.
3. Deformasi berlebihan dari penguatan regangan tangki kriogenik meningkatkan pengerasan material dan membuat material rapuh, sambil menyebabkan tegangan residu yang besar, yang mempercepat pembuatan retakan.
4. Tegangan perbedaan suhu yang dihasilkan oleh pengisian intermiten nitrogen cair selama penggunaan tangki juga mempercepat konsentrasi tegangan dan ekstensi retak.
7. Kesimpulan
1. Transformasi fase martensit yang diinduksi strain yang disebabkan oleh deformasi dingin baja tahan karat austenitik terkait dengan suhu deformasi plastik, jumlah deformasi dan laju deformasi. Direkomendasikan bahwa pembentukan hangat digunakan untuk pembentukan kepala untuk mengurangi generasi martensit deformasi dan pengerasan deformasi material yang disebabkan oleh deformasi dingin. Setelah kepala terbentuk, konten ferit yang setara dapat dideteksi dengan metode deteksi magnetik. Konten ferit yang setara umumnya harus dikontrol di bawah 15%. Untuk kepala yang ferit yang setara dari bagian tepi lurus melebihi persyaratan, metode perawatan solusi padat dapat digunakan untuk menyimpannya, sehingga plastisitas dan ketangguhan bahan dapat dipulihkan atau ditingkatkan sebagian;

2. Ketika regangan memperkuat tangki penyimpanan, jumlah deformasi harus dikontrol secara ketat, dan suhu dan laju deformasi cairan bertekanan harus dikontrol untuk menghindari deformasi kecepatan tinggi pada suhu rendah, secara efektif mengurangi generasi martensit deformasi, dan mengurangi tegangan residual deformasi.

Hubungi sekarang