NEWTEK グループ: 高効率アルゴン抽出システムの改良と-高純度ガス システム最適化スキームに関する研究-

 

「デュアル カーボン」目標の徹底的な推進に伴い、従来の産業がグリーンで効率的な発展に向けて変革することは避けられない傾向となっています。-ガス産業は基礎的な裾野産業として、資源の効率的な利用と製品の品質向上という二重の要求に直面しています。国家エネルギー局が発行した関連政策では、太陽光発電や半導体などのハイエンド製造分野で高純度アルゴンなどの特殊ガスの需要が急増し続けており、新エネルギー産業と伝統産業の協調的発展の促進を明確に提案しています。-

同時に、既存の産業用ガスシステムには一般に問題点がある。中国北西部の石炭化学プロジェクトを支援するほとんどの空気分離装置はアルゴン回収を実現できず、粗アルゴンが直接排出される。一部の高純度ガス製造装置には、効率が低く連続性が低いという問題があります。{0}液体ガスの貯蔵は温度の影響により不安定になる傾向があります。 Newtek グループは、ガス分離と装置改修の分野に深く携わっており、市場ニーズと技術蓄積に基づいて的を絞った統合最適化ソリューションを開発し、企業が資源の無駄、低効率、不安定な保管などの問題を解決できるよう支援しています。

 

 

 

コア最適化のアイデア

 

アルゴン抽出改修の基礎

陝西省、内モンゴル自治区、その他の地域の石炭化学企業における空気分離装置の現状を参照すると、ほとんどの構成のアルゴン濃縮塔は、主な不純物として酸素と窒素を含む、アルゴン含有量約96%の粗アルゴンしか製造できず、GB/T 4842-2017の要件を満たしていません。最適化の核心は、塔のアップグレードとプロセスの再構築を通じて粗アルゴンから酸素と窒素成分を徹底的に除去し、それによって液体アルゴンの生産能力と純度を向上させることにあります。
 

マルチ-テクノロジーの相乗的強化

3 つの主要な特許技術の利点を統合します。シングルバルブデュアル検出器ガスクロマトグラフィーバルブシステムを採用し、1 回の注入で正確な多成分検出を実現します。{{0}{1}{2}二重吸着セクション精製装置を適用して、高純度ガスの継続的な生産を確保します。-インテリジェントな温度制御液体貯蔵システムを装備し、リアルタイムの温度制御と圧力監視を通じて液体ガス貯蔵の安定性を向上させます。-、「回収-精製-検出-貯蔵」全プロセスの閉ループ最適化を形成します。-

化学企業の 55,000 m3/h の空気分離装置 2 セットをケーススタディとして取り上げます。その粗アルゴン排出量は 900 m3/h に達し、サポートする既存の貯蔵設備にはインテリジェントな温度制御機能が欠けており、高純度ガス検出の効率は低くなります。-これに基づいてスキーム設計が行われます。

 

統合最適化ソリューション

基本アップグレードタイプ

 

●コア構成

アルゴン抽出改修: 原油アルゴン タワー I を追加し、元のアルゴン濃縮タワーを原油アルゴン タワー II として使用し、窒素成分を除去するために純粋なアルゴン タワーを装備し、元の貯蔵タンクを保持し、基本的な温度制御モジュールを追加します。

補助システム: シングル-バルブ デュアル-検出器ガス クロマトグラフィー バルブ システムに 2 つの定量ループと 2 つのクロマトグラフィー カラムを装備し、アルゴン純度のリアルタイム検出を実現します。-基本的な純度要件を満たすために従来の精製装置を採用しています。

●主な検討項目

オリジナルアルゴン濃縮塔の口径、充填量、還流比の適応性。

新タワーコールドボックスの設置スペースと杭基礎の支持力。

制御システムと検出機器のインターフェースの互換性。

●期待される効果

液体アルゴン生成能力は約 350 m3/h、O2 含有量は 1×10-6 以下、N2 含有量は 2×10-6 以下。高純度ガスは純度基準を満たしており、液体の保管温度変動は±2度以内に制御されています。 1 回の検出時間が 30% 短縮され、機器の購入コストが 40% 節約されます。

 

高効率相乗効果タイプ-

●コア構成

アルゴン抽出の改修: 元のアルゴン濃縮塔を原油アルゴン タワー I として使用し、古い凝縮器を取り外し、原油アルゴン タワー II と大容量凝縮器を追加して、酸素成分の除去効率を向上させます。-

補助システム: デュアル-吸着セクションの高純度ガス精製装置を統合し、-吸着剤の交互動作による連続精製を実現します。インテリジェントな温度制御ストレージ システムに、クーラー、リアルタイム モニタリング、自動制御モジュールを装備します。-シングル-バルブ デュアル-検出器検出システムを引き続き使用してください。

●主な検討項目

新しい復水器の元のパイプラインおよび改修作業負荷への適応性。

浄化装置の吸着剤切り替えロジックと制御システム間の連携。

貯蔵タンクの冷却機構の設置スペースと消費エネルギーのマッチング。

●期待される効果

液体アルゴンの生産能力は約 750 m3/h、純度は高純度アルゴン基準を満たしています。-高純度ガス生産を中断することなく連続運転し、精製効率が 50% 向上しました。液体ガスの保存安定性が向上し、損失率が 3% 未満に減少しました。投資回収期間が短縮され、大きな包括的なメリットが得られます。

 

総合アップグレード型

 

●コア構成

アルゴン抽出の改修: 元のアルゴン濃縮タワーを、高効率の純粋アルゴン タワー システムを備えた新しい統合原油アルゴン タワーに置き換えて、アルゴン抽出能力を最大化します。-

補助システム: アップグレードされた高純度ガス精製装置を採用し、吸着と脱着の効率を最適化します。{0}マルチパラメータのリアルタイム監視、自動警報、遠隔制御機能を備えた大型のインテリジェント貯蔵タンクを装備します。-ガスクロマトグラフィー検出システムをアップグレードして、データの精度と応答速度を向上させます。

●主な検討項目

新しい粗アルゴン塔コールドボックスの基礎工事と既存設備レイアウトの調整。

システム全体のピークエネルギー消費量と企業の電源・エネルギー供給量のマッチング。

インテリジェント制御システムと企業の既存の生産管理プラットフォームとの互換性。

●期待される効果

900 m3/h の液体アルゴン生産能力、国家基準を超える純度指標。高純度ガスの生産効率が 60% 向上し、製品純度が安定しています。-液体ストレージは、フルプロセスのインテリジェントな管理と制御を実現し、安全性と実用性が大幅に向上します。強力な技術的リーダーシップを発揮し、ハイエンド製造業の長期的なニーズに適応します。{4}

 

スキームの比較と最適化

総所有コストの評価システムに基づいて、年間 8,330 時間の稼働時間や液体アルゴンの税込市場価格 1,016 元/トンなどのベンチマーク条件を組み合わせて、3 つのスキームの包括的な比較が行われます。{2}
 

スキーム	主な利点	初期投資	運営コスト	投資回収期間	アプリケーションシナリオ
スキーム 1	投資額が少なく、改修の難易度も低い	ベンチマーク	ベンチマーク	約12年	予算も基本的なニーズも限られている中小企業{0}}
スキーム 2	バランスのとれた生産能力と利点、最小の総コスト	約7%高い	約118%削減	約5.2年	費用対効果を追求し、継続的かつ安定した生産を必要とする企業-
スキーム 3	最高の生産能力、最先端の技術	約26%高い	約169%削減	約4.9年	ハイエンドの製造をサポートし、長期的な開発を志向する企業-

包括的な分析の結果、スキーム 2 は「設備の再利用 + 主要なアップグレード」に焦点を当て、生産能力の向上、コスト管理、技術的安定性のバランスをとり、アルゴン抽出回収、高純度生産、インテリジェントな保管の効率的な相乗効果を実現していることがわかりました。-初期投資の増加は制御可能で、運用コストは大幅に削減され、投資回収期間は短く、総設備コストは最低であるため、ほとんどの産業企業のニーズに適した経済的に最適なソリューションとなっています。

 

結論

産業用ガス システムの最適化とアップグレードは、資源回収、製品の精製、検出と監視、安全な保管のフルチェーンの相乗効果を達成するために、企業の実際のニーズに基づいている必要があります。{0} Newtek Groupが提案する統合ソリューションは、アルゴン抽出改修のコア技術と特許取得済みの装置の利点を統合し、資源の無駄、低効率、不安定な保管などの従来のシステムの問題点を効果的に解決します。

スキーム 2 によるケース企業の 2 セットの空気分離ユニットの改修後の予想投資回収期間は約 5 年で、内部収益率は 20% に達します。この地域の太陽光発電、半導体、その他の産業における高純度アルゴンの需要を満たすだけでなく、エネルギー消費と資源の無駄も削減し、経済的および社会的利益という双方にとって有利な状況を実現できます。-今後もNewtekグループは技術ソリューションを繰り返し、さまざまな業界シナリオに合わせてカスタマイズされたサービスを提供し、産業ガス田のグリーンで効率的な開発を支援していきます。