極低温酸素プラントの仕組み

極低温酸素プラントとは何ですか?
 

極低温酸素プラントは、極低温を使用して空気を液化し、次に分別蒸留を適用することにより、周囲の空気から酸素 (および多くの場合は窒素やアルゴン) を分離する産業施設です。極低温空気分離として知られるこのプロセスは、空気の主要成分の異なる沸点を利用して、産業、医療、その他の用途向けの高純度酸素を生成します。-

 

極低温酸素プラントはどのように機能するのでしょうか?

 

空気圧縮
大気は取り込まれ、多段コンプレッサーを介して適度な圧力まで圧縮されます。{0} shengerhk.com+2hitechgas.com+2

精製
圧縮空気はモレキュラーシーブベッド（または同様の精製ユニット）を通って送られ、水分、二酸化炭素、炭化水素が除去され、極低温冷却の前に空気が確実に清浄になります。

予冷と熱交換
浄化された空気は熱交換器を通過し、流出する極低温（冷たい）ガスと熱交換することで冷却されます。これにより、空気の温度が液化点近くまで下がります。

膨張/冷却
冷気の一部は膨張器 (またはジュールトムソン弁) で膨張し、圧力が低下してさらに冷却されます。この膨張により、極低温に達するために必要な冷却が行われます。

液化
十分に冷却した後、空気の一部が凝縮して液体になります。この液体には窒素と酸素が豊富に含まれていますが、まだ純粋な成分には分離されていません。

 

分別蒸留（精留）
液体空気は蒸留塔（通常は二塔式塔システム）に入ります。-

で高圧塔-液体の一部は、窒素が豊富な蒸気（上）と酸素が豊富な液体（下）に分離されます。-

で低圧塔-酸素が豊富な液体はさらに精製されます。-低い温度で沸騰する窒素 - - は沸騰して除去されますが、酸素は沸点が高いため液相に集中します。

製品の回収

酸素: 精製された酸素は、需要に応じて、冷たい液体 (LOX) として、または気化してガスとして取り出されます。ハイテクガス.com

窒素：蒸留塔の塔頂から窒素を回収できる。一部のプラントでは、ガスまたは液化して供給されます。 YGマシナリー

必要に応じて、追加のガス (アルゴンなど) をサイドカラム経由で分離できます。

熱回収と効率
流出する製品と廃棄物の流れ（酸素、窒素）は熱交換器で使用され、逆流で入ってくる空気を冷却し、エネルギー効率を向上させます。{0}}

 

断熱コールドボックス
極低温蒸留装置（熱交換器と塔）は、熱損失を最小限に抑えるために、十分に断熱された筐体（コールド ボックス）内に収容されています。{0}

 

極低温酸素プラントの主な利点

●High purity: Capable of producing very pure oxygen (>95% 以上)、要求の厳しい産業用途や医療用途に適しています。

●大規模な生産: -連続稼働と大容量のため、需要の高い環境に最適です。- shengerhk.com

●複数の製品能力: 多くの場合、1 つのプラントで酸素、窒素、さらにはアルゴンを液体と気体の両方の形で生産できます。クライオメイド.com

●エネルギー回収: 効率的な熱の統合と膨張サイクルにより、プロセスのエネルギー効率が予想よりも高くなります。{0}}

 

極低温酸素プラントの応用

●工業製造業: 製鉄、溶接、ガラス製造、石油化学プロセスに酸素を供給します。

●医療とヘルスケア: 病院、診療所、救急サービスに高純度酸素を提供します。{0}

●科学研究: 極低温実験に液体酸素または不活性ガスを必要とする研究室をサポートします。

●エネルギーと環境: ガス化プラント、燃焼システム、または炭素回収インフラストラクチャの一部として。{0}}

 

結論

極低温酸素プラントは、低温物理学と分別蒸留を利用して空気を高純度ガスに分離します。{{1}精製、熱交換、膨張、蒸留を組み合わせることで、これらのプラントは酸素やその他のガスを高純度かつ効率的に大規模に供給することができます。堅牢な設計と柔軟性により、現代の産業用ガスインフラストラクチャーの重要な部分となっています。

購入者向け FAQ (6 つのよくある質問)

極低温酸素プラントによって生成される酸素の典型的な純度はどれくらいですか?
Cryogenic plants commonly produce oxygen with purities greater than 95%, and some designs reach >分別システムに応じて、99% 酸素。

 

極低温分離はどの程度のエネルギーを消費しますか?
このプロセスでは、特に空気圧縮と冷凍サイクルに大量の電力が必要です。ただし、効率的な熱回収および膨張タービンは、正味エネルギー消費量の削減に役立ちます。 biosng.com+1

 

単一の植物が酸素と窒素の両方を生成できるのでしょうか?
はい。極低温空気分離プラントは通常、酸素と窒素を同時に生成します。追加の蒸留塔を使用して構成されている場合は、アルゴンも生成される場合があります。

 

なぜ保冷庫が必要なのでしょうか？
コールド ボックスは、効率にとって重要な非常に低い温度を維持し、熱の侵入を制限するために、断熱された筐体内に蒸留塔と熱交換器を収容します。

 

極低温酸素プラントにはどのようなメンテナンスが必要ですか?
メンテナンスには、信頼性の高い動作と安全性を確保するための、コンプレッサー、モレキュラーシーブベッド、膨張機械、絶縁の完全性、および浄化システムの定期検査が含まれます。

 

極低温酸素プラントは小規模用途には経済的ですか?{0}}
極低温プラントは大規模（高い酸素要求量）で最も経済的になりますが、低-～-流量要件では小規模な技術（PSA など）の方がコスト効率が高い可能性があります。{0}{1}}