Per què és necessària una unitat de separació d'aire (ASU).
Les unitats de separació d'aire (ASU) tenen una importància insubstituïble en els sistemes industrials moderns. Molts aspectes de la producció industrial depenen en gran mesura dels gasos industrials com l'oxigen, el nitrogen i l'argó. L'aire, com a font natural d'aquests gasos, requereix equips especialitzats per separar-los i purificar-los. Les unitats de separació d'aire són l'equip bàsic d'aquest procés.
A la indústria metal·lúrgica, processos com la fabricació de ferro en alts forns i la fabricació d'acer convertidor depenen de l'oxigen. L'oxigen ajuda a la combustió, augmenta la temperatura del forn i accelera les reaccions de fosa. També elimina impureses com el carboni i el sofre del ferro fos, millorant la qualitat de l'acer. Sense un subministrament estable d'oxigen d'alta-puresa, l'eficiència de la fosa disminueix significativament i la qualitat del producte es fa difícil de garantir.
A la indústria química, el nitrogen s'utilitza sovint com a gas protector a causa de les seves propietats químiques estables. En processos com l'amoníac sintètic i els productes petroquímics, el nitrogen aïlla l'atmosfera, evitant l'oxidació de matèries primeres i productes, i potencialment evitant explosions i altres incidents de seguretat. A més, algunes reaccions químiques requereixen una atmosfera inert específica i un subministrament estable de nitrogen és essencial perquè aquestes reaccions es desenvolupin sense problemes.
La indústria de processament d'aliments també utilitza gasos produïts per unitats de separació d'aire. Per exemple, el nitrogen es pot utilitzar en envasos d'aliments per inhibir eficaçment el creixement i la reproducció de microorganismes, allargant la vida útil dels aliments. L'oxigen s'utilitza per conservar fruites i verdures, mantenint la seva respiració i frescor.
El camp mèdic també es basa en gasos industrials. L'oxigen d'alta-puresa és crucial per rescatar pacients crítics i tractar malalties respiratòries. Els hospitals requereixen un subministrament continu i estable d'oxigen per garantir el bon funcionament dels serveis mèdics.
Com es pot veure, els gasos industrials són un recurs indispensable i crític en la producció i les operacions de moltes indústries. Posseir una unitat de separació d'aire garanteix que aquestes indústries tinguin un subministrament continu i estable de gasos industrials, garantint així una producció i operacions fluides.
Avantatges de tenir una unitat de separació d'aire (ASU)
Reducció de costos significativa: per a les empreses que utilitzen una gran quantitat de gasos industrials, produir els seus propis gasos ofereix avantatges de costos significatius respecte a la seva compra. D'una banda, la matèria primera per a la producció de gas industrial és l'aire, que té uns costos gairebé insignificants. La compra de gas requereix pagar pel mateix gas i també els beneficis del proveïdor. D'altra banda, la producció-in situ lliura directament gas al taller de producció, eliminant els costos de transport associats a la compra de gas, inclosa la compra i el manteniment de vehicles de transport, així com els costos d'energia i mà d'obra associats al transport. Això pot estalviar significativament a les empreses costos importants i millorar l'eficiència econòmica a llarg termini.
Fiabilitat del subministrament molt millorada: la confiança en proveïdors externs de gas industrial sovint es veu afectada per una varietat de factors, com ara la capacitat de producció del proveïdor, les condicions del trànsit de les rutes de transport i els canvis meteorològics, tot això pot provocar interrupcions o retards en el subministrament de gas. Les empreses amb les seves pròpies unitats de separació d'aire poden ajustar de manera flexible els horaris de producció i subministrament de gas en funció dels seus plans de producció i necessitats reals. Això garanteix un subministrament estable de gas fins i tot quan l'entorn extern fluctua, evitant les aturades de producció per escassetat de gas i minimitzant les pèrdues provocades per les aturades de producció.
Operacions fàcils i eficients: les modernes unitats de separació d'aire utilitzen una tecnologia avançada de control automatitzat, que permet un seguiment i ajust automatitzats del procés de producció. Els operadors poden controlar l'estat de funcionament de la unitat i fer ajustos directament des de la pantalla d'un ordinador a la sala de control. El disseny de la unitat té en compte la necessitat d'un funcionament no tripulat i està equipat amb un sistema d'alarma i detecció d'avaries complet. Quan es produeix una anormalitat, s'emeten alertes ràpides i s'apliquen les mesures de protecció adequades. Això no només redueix el nombre d'operadors necessaris i els costos laborals, sinó que també millora l'estabilitat i la seguretat del funcionament de la unitat, reduint la càrrega de gestió de l'empresa.
Tipus d'unitats de separació d'aire
Unitats de producció no-de processos criogènics
Sistema de membrana N₂: el nucli del sistema de membrana N₂ és un mòdul de membrana amb permeabilitat selectiva. Quan l'aire comprimit passa a través del mòdul de membrana, les molècules de gas com l'oxigen i el diòxid de carboni són més fàcilment penetrades per la paret de la membrana, mentre que les molècules de nitrogen tenen menys probabilitats de passar, separant així el nitrogen d'altres gasos. Aquest sistema té una mida petita, un pes lleuger i una estructura compacta, cosa que fa que sigui relativament senzill d'instal·lar i mantenir. És adequat per a aplicacions on els requisits de puresa del nitrogen no són especialment elevats (generalment entre el 95% i el 99,9%) i la demanda és baixa, com ara envasos de components electrònics i envasos d'aliments petits.
Sistema N₂ PSA: el sistema N₂ PSA separa el nitrogen aprofitant la diferència de capacitat d'adsorció entre nitrogen i oxigen en un adsorbent. Sota pressió, l'adsorbent adsorbeix preferentment impureses com l'oxigen, mentre que el nitrogen passa per la torre d'adsorció per convertir-se en gas producte. Quan l'adsorbent arriba a la saturació, la pressió es redueix i les impureses adsorbides es desorbeixen, la qual cosa permet regenerar i reciclar l'adsorbent. Aquest sistema comença ràpidament, produint normalment nitrogen qualificat en qüestió de minuts. La puresa del nitrogen es pot ajustar per satisfer la demanda, normalment entre el 95% i el 99,999%. És adequat per a necessitats de nitrogen de - a mitjanes-mida, com ara la substitució de nitrogen en tancs d'emmagatzematge de productes químics i l'ús de laboratori.
Sistemes O₂ PSA, VSA o VPSA: el principi de funcionament d'un sistema O₂ PSA és similar al d'un sistema N₂ PSA, excepte que l'adsorbent utilitzat té una capacitat d'adsorció d'oxigen més forta. Durant l'aplicació de pressió, l'adsorbent adsorbeix oxigen, mentre que el nitrogen no absorbit i altres gasos es descarreguen com a gasos residuals. Durant la reducció de pressió, l'oxigen adsorbit es desorbeix, donant lloc a l'oxigen del producte. El sistema VSA es basa en el sistema PSA utilitzant la desorció al buit, reduint la pressió de desorció i millorant la recuperació d'oxigen. Els sistemes VPSA optimitzen encara més el procés, donant lloc a una major eficiència de producció d'oxigen. L'oxigen produït per aquests sistemes generalment té una puresa del 90%-95%, cosa que els fa adequats per a necessitats d'oxigen de - a mitjanes-dimensions, com ara el subministrament d'oxigen mèdic i la soldadura i el tall a petita escala.
Unitat Criogènica de Separació d'Aire
El procés de funcionament d'una unitat de separació d'aire criogènica és relativament complex, i inclou principalment compressió, purificació, liqüefacció i destil·lació de l'aire. En primer lloc, l'aire es comprimeix a una determinada pressió i, a continuació, s'eliminen impureses com la humitat i el diòxid de carboni per evitar la formació de gel i l'obstrucció de l'equip durant el procés de liqüefacció posterior. L'aire purificat entra a un intercanviador de calor per refredar-se i liqüefacció gradual. L'aire líquid entra a una torre de destil·lació. A causa dels diferents punts d'ebullició de l'oxigen i del nitrogen (el punt d'ebullició de l'oxigen és d'aproximadament -183 graus, el punt d'ebullició del nitrogen és d'aproximadament -196 graus), l'aire líquid s'escalfa a la torre de destil·lació. El nitrogen s'evapora primer, pujant a la part superior de la torre a recollir, mentre que l'oxigen roman a la part inferior, aconseguint la separació. Aquest dispositiu pot produir oxigen d'alta -puresa (més del 99,6%), nitrogen (més del 99,999%) i gasos rars com l'argó. És adequat per a la producció industrial a gran escala, com ara grans fàbriques d'acer i plantes químiques de carbó, on la demanda de gasos industrials és alta i la puresa és crítica. Tot i que la inversió inicial en equips i el consum d'energia són relativament elevats, ofereix avantatges com ara un alt rendiment, una gran puresa del producte i un funcionament estable, donant lloc a una bona eficiència econòmica a llarg termini.
Noves unitats de separació d'aire
Amb l'avenç continu de la tecnologia, les noves unitats de separació d'aire han aconseguit nombroses innovacions tecnològiques. Pel que fa a l'eficiència energètica, utilitzen compressors, intercanviadors de calor i altres equips més eficients, optimitzant els fluxos de procés i reduint el consum d'energia per unitat de producte. Per exemple, els nous compressors centrífugs ofereixen un menor consum d'energia i un funcionament més estable que els compressors de pistó tradicionals.
Pel que fa a l'eficiència de la separació, el desenvolupament i l'aplicació de nous materials adsorbents i de membrana han millorat la selectivitat i l'eficiència de la separació de gasos, donant com a resultat una major puresa del producte i una millora en les taxes de recuperació. Al mateix temps, les millores en la tecnologia de control automatitzat han permès un funcionament intel·ligent de la unitat, permetent l'ajust automàtic dels paràmetres de funcionament en funció dels canvis en la demanda de gas, millorant la seva adaptabilitat i estabilitat.
Les noves unitats de separació d'aire també prioritzen el rendiment ambiental, reduint les emissions de gasos residuals i aigües residuals durant la producció, complint els requisits del desenvolupament verd de la indústria moderna. Poden satisfer millor les necessitats individuals de diferents indústries i s'han utilitzat àmpliament en sectors emergents com ara les noves energies i els semiconductors.
Unitats de separació d'aire usades/reubicades
Les unitats de separació d'aire usades/reubicades solen ser equips inactius o retirats de les empreses a causa d'ajustos de producció o actualitzacions tecnològiques. A continuació, aquests equips són inspeccionats, reparats i reubicats de manera professional abans de tornar-los a posar en servei. Per a startups o petites i mitjanes empreses- amb fons limitats, la compra d'una unitat de separació d'aire usada/reubicada pot reduir significativament els costos d'inversió inicials i establir ràpidament la capacitat de producció de gas.
En seleccionar una unitat de separació d'aire usada/reubicada, és important avaluar a fons l'estat de funcionament, l'edat i els registres de manteniment de l'equip per assegurar-se que pot satisfer les necessitats de producció. A més, és important tenir en compte els costos de trasllat, instal·lació i posada en marxa, així com el manteniment continu. Tot i que és possible que les unitats usades/reubicades no siguin tan avançades i tecnològicament tan avançades com les noves, poden estalviar diners importants a les empreses i oferir un avantatge significatiu de cost-efectivitat, sempre que compleixin les necessitats bàsiques de producció.
Serveis de NEWTEK en projectes d'unitats de separació d'aire
NEWTEK ha acumulat una àmplia experiència i experiència en enginyeria de gas i posseeix una forta capacitat d'integració de recursos. Oferim una gamma completa de serveis per a projectes d'unitats de separació d'aire, incloent EPC (enginyeria, contractació general) i solucions clau en mà per a diverses indústries, com ara tèxtil, metal·lúrgia i química.
La indústria metal·lúrgica té una gran demanda de gasos industrials i requereix una gran puresa. En projectes d'unitats de separació d'aire per a la indústria metal·lúrgica, NEWTEK aprofita la seva experiència en la gestió de projectes grans i complexos. Abordem problemes de comunicació, interfície i coordinació en múltiples disciplines i etapes, com ara les connexions de gasoductes entre la unitat i l'equip de fosa i la compatibilitat del sistema de control. Mitjançant l'establiment de mecanismes de comunicació i processos de coordinació eficients, assegurem un flux d'informació fluid i una coordinació del treball entre tots els participants del projecte, garantint una execució eficient del projecte i la-entrega a temps.
El complex entorn de producció de la indústria química exigeix extremadament la seguretat i l'estabilitat dels equips. Quan ofereix serveis d'EPC per a unitats de separació d'aire a empreses químiques, NEWTEK s'adhereix estrictament a les normatives i estàndards de seguretat de la indústria química, tenint en compte plenament els factors de seguretat en cada etapa del procés, inclòs el disseny, la construcció i la selecció d'equips. Per exemple, durant la instal·lació de l'equip, prioritzem la implementació de mesures anti-explosions i anticorrosió. En el disseny del sistema de control, incorporem múltiples dispositius de protecció de seguretat per garantir l'aturada oportuna en cas d'anormalitat, evitant així incidents de seguretat.
Els serveis integrals d'EPC de NEWTEK i les solucions d'enginyeria clau en mà, des de l'inici del projecte-fins a l'operació, alliberen els clients de les complexitats del cicle de vida del projecte. Els clients simplement envien els seus requisits i NEWTEK supervisarà tots els aspectes del projecte, inclosa la planificació general, el disseny, l'adquisició, la construcció i la posada en marxa, assegurant el-entrega a temps i un funcionament fiable. Aquesta experiència de servei-sense preocupacions-única i sense preocupacions estalvia a les empreses temps i esforç significatius, cosa que els permet centrar-se en les seves operacions de producció bàsiques i millorar l'eficiència operativa general.
