공기 분리 장치 (ASU) : 작업 원리 및 응용 프로그램

 

산업 개발이 계속 발전함에 따라 ASU (Air Separation Unit)는 필수 핵심 장비가되어 다양한 부문에서 고급 산업 가스에 대한 수요가 증가하는 데 중요한 역할을했습니다. 대기 공기를 구성 가스의 질소 질소로 효율적으로 분리함으로써, 산소, 아르곤 및 기타 희귀 가스-아저는 대규모 가스 생산을위한 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이 기사는 극저온 엔지니어링 및 산업 가스 시스템 설계에 대한 전문 지식을 바탕으로 ASUS의 기술 원리, 구조 구성 요소 및 다양한 응용 프로그램을 탐구합니다.


 

 

 

공기 분리 장치 란 무엇입니까?

an공기 분리 장치 (ASU)극저온 과정을 통해 대기 공기를 주요 구성 요소로 분류하도록 설계된 정교한 산업 시스템입니다. 일반적으로 공기 압축기, 정제 시스템, 열교환 기, 극저온 냉각 모듈 및 증류 열을 포함하여 ASUS는 가스의 끓는점 차이를 활용하여 고급 분리를 달성합니다. 이 기술은 질소 (NIT), 산소 (OAS), 아르곤 (AR) 및 네온 (NE) 또는 헬륨 (HE)과 같은 미량 가스의 대량 공급이 필요한 산업에서 널리 채택되어 순도 수준을 갖는 가스의 안정적인 가스 공급을 종종 99.5%초과합니다.

 

공기 분리 장치는 어떻게 작동합니까?

ASU의 핵심 원칙은 의존합니다극저온 분획 증류, 구성 요소를 분리하기 전에 공기를 액체 상태로 변환하는 다단계 공정. 다음은 운영 단계에 대한 자세한 고장입니다.

 

1. 압축

대기 공기는 먼저 시스템으로 끌어 당겨 5 ~ 10 바 게이지 범위의 압력으로 압축됩니다. 이 단계는 공기의 밀도를 증가시켜 에너지 소비를 최소화하면서 후속 단계에서 효율적인 냉각 및 액화를 촉진합니다.

 

2. 정화

압축 공기는 수분, 이산화탄소 (CO₂) 및 탄화수소와 같은 불순물을 제거하기 위해 엄격한 정제를 겪습니다. 이러한 오염 물질은 극저온 성분의 동결 및 막힘을 방지하여 분리 공정의 무결성과 최종 가스의 순도를 보장하기 위해 분자 체 또는 adsorber를 사용하여 제거됩니다.

 

3. 극저온 냉각

그런 다음 정제 된 공기를 열교환 기 및 냉장 사이클 네트워크를 통해 극저온 온도 (-160 정도까지 -200 정도)로 냉각됩니다. 이 과정은 증류 기반 분리를위한 중요한 전제 조건 인 액체 공기로 공기를 점차적으로 응축시킵니다.

 

4. 분수 증류

액화 공기는 다 열 증류 시스템으로 공급됩니다.

 

저압 열: 액체 공기를 산소가 풍부한 액체 (끓는점 : -183도)와 질소가 풍부한 증기 (끓는점 : -196 학위)로 분리합니다.

고압 열 (해당되는 경우): 추가로 질소를 개선하거나 아르곤을 생성합니다 (끓는점 : -186 학위)는 부산물로 생성됩니다.
액체가 컬럼에 올라갈 때, 구성 요소는 각각의 끓는점에서 기화됩니다. 예를 들어, 질소는 먼저 기화되고 기둥의 상단으로 올라가고 액체 산소는 바닥에서 모입니다. 아르곤은 분리 될 때 일반적으로 중간 섹션에서 추출됩니다.

 

5. 가스 수집 및 분포

분리 된 가스는 최종 사용자에게 운송되기 전에 가압 탱크 (기체 제품) 또는 극저온 탱크 (액체 제품의 경우)에 저장됩니다. 유통 방법에는 각 산업의 특정 순도 및 볼륨 요구 사항에 맞는 파이프 라인 네트워크, 유조선 또는 현장 전달이 포함됩니다.

 

공기 분리 장치의 주요 응용

 

1. 건강 관리 및 생명 과학

의료 산소: 병원 환기 시스템, 마취 및 응급 치료에 중요하며, 99.5% 이상의 순도 수준이 필요합니다.

실험실 가스: 분석 기기 (예 : 가스 크로마토 그래피) 및 바이오 제약 제조에 대한 고순도 질소 및 아르곤.

 

2. 산업 제조

야금: 용광로 효율을 향상시키기 위해 제철소의 산소 농축; 금속 어닐링 및 용접 차폐에 대한 질소.

반도체: 클린 룸 환경 및 반도체 제조 공정의 초 고 가중 질소 (99.999%) 및 아르곤.

화학 생산: 암모니아 및 메탄올 합성에서의 반응물로서의 산소; 가연성 용매를 부적용하기위한 질소.

 

3. 에너지 및 환경 기술

발전: 방출을 줄이기 위해 석탄 화재 식물의 산소가 날린 연소; 터빈 유지 및 화재 억제를위한 질소.

재생 에너지: 에너지 그리드에 대한 수소 (HAT) 및 메탄 (CHAT)의 극저온 저장; 연료 전지 생산을위한 산소.

 

4. 식음료 산업

질소 포장: 식품 용기에 산소를 대체하여 부패 및 미생물 성장을 방지하여 저장 수명을 연장합니다.

양조 및 음료 탄화: 탄산 음료 및 맥주 통 시스템에 대한 고순도 (ASU 부산물에서 파생 된).

 

Newtek의 고급 ASU 솔루션

극저온 시스템 설계에 대한 20 년 이상의 전문 지식을 갖춘뉴테크ASU 혁신의 최전선에 서 있습니다. 우리의 기능은 개념 설계에서 턴키 구현에 이르기까지 전체 프로젝트 라이프 사이클에 걸쳐 국제 표준 (예 : ISO 13485, ASME BPVC)과의 조정을 보장합니다.

 

핵심 역량 :

모듈 식 ASU 설계: 빠른 배치를위한 조립식 컨테이너 화 시스템, 고급 브레이징 알루미늄 열 교환기 및 소형 증류 컬럼을 특징으로합니다.

에너지 효율적인 솔루션: Turbo-expanders 및 폐 열 회수 시스템의 통합을 통해 전통적인 설계에 비해 특정 에너지 소비를 최대 15% 줄입니다.

극저온 배관 시스템: 액체 가스 수송 동안 최소 열 손실을위한 맞춤형 진공 절연 파이프 라인 (VIP) 및 파이프-파이프 시스템.

 

주목할만한 프로젝트 :

동남아시아 정유소를위한 모듈 식 ASU: 빠른 냉각 기술로 500 t/d 산소 ASU를 전달하여 99.6% 순도 및 98%의 질소 회복을 달성했습니다.

유럽 제철소를위한 극저온 파이프 라인 네트워크: 폴란드에 2km의 진공 절연 파이프 라인 시스템을 설치하여 액체 산소 종료 손실을 감소시킵니다.<0.1% per day.

호주 광산을위한 아르곤 복구 단위: 기존 ASU에서 99.99% 순수한 AR을 추출하기 위해 독립형 아르곤 열을 설계하여 광업 클라이언트의 부산물 값을 향상시킵니다.

결론

공기 분리 공장현대 산업 가스 공급의 중추로, 에너지 최적화 및 저 배출 작업을 통해 지속 가능성 목표를 지원하면서 효율적이고 대규모 가스 생산을 가능하게합니다. 산업이 점점 더 높은 순도와 더 똑똑한 가스 관리를 요구함에 따라, 모듈 식 설계 및 하이브리드 분리 프로세스로서 ASU 기술은 계속해서 혁신을 주도 할 것입니다.

 

운영 요구에 맞는 맞춤형 ASU 솔루션은 Newtek에 문의하십시오. 우리의 극저온 전문가 팀은 성능, 신뢰성 및 비용 효율성의 균형을 잡는 최첨단 시스템을 제공하기 위해 노력하고 있습니다.

 

Newtek ASU 솔루션을 방문하여 모든 산업 가스 솔루션을 탐색하십시오.