食品分離技術(shù)論文(2)
食品分離技術(shù)論文
食品分離技術(shù)論文篇二
空氣分離安全技術(shù)
【摘要】在我國越來越多的工業(yè)生產(chǎn)需要在特定的條件下進行，空氣分離安全技術(shù)在現(xiàn)代的特殊產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)廣為應用，比如在液化氣中、醫(yī)院制氧中、煤化工工業(yè)中等等，空氣分離技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)中是一個非常重要的部分，是此部分產(chǎn)業(yè)正常運行發(fā)展的核心基礎。本文主要討論空氣分離安全技術(shù)的關(guān)鍵要點和發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】液化天然氣空氣分離，機載膜空氣分離，空氣分離技術(shù)發(fā)展
中圖分類號：P618.13 文獻標識碼：A 文章編號：
一.前言
空氣分離是一種高耗電的行業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品氧氣、氮氣、氬氣等在化工、鋼鐵、醫(yī)藥業(yè)、冶金、食品等行業(yè)中的應用越來越廣，針對日益緊張的電力能源，液化天然氣在民用和工業(yè)用氣的增加及空分市場的激烈競爭，降低生產(chǎn)產(chǎn)品的單耗就越來越重要。液化天然氣冷量的回收對空氣分離裝置來說，是一個新機遇，也是一個新的挑戰(zhàn)。我們應該抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)。
二.液化天然氣空氣分離技術(shù)應用
1 .LNG冷量回收利用技術(shù)簡介
LNG是天然氣的一種獨特的儲存和運輸形式，它有利于天然氣的遠距離運輸，有利于邊遠天然氣的回收，降低天然氣的儲存成本，有利于天然氣應用中的調(diào)峰。同時，由于天然氣在液化前進行了凈化處理，所以它比管道運輸?shù)奶烊粴飧鼮闈崈?。生產(chǎn)LNG的動力及公用設施耗電量約為850KWH/H。而在LNG接收站，一般又需將LNG通過氣化器氣化后使用，氣化時放出大量的冷量，其值大約為837KJ/KG(包括LNG的氣化潛熱和氣態(tài)天然氣從儲存溫度復熱到環(huán)境溫度的顯熱)。這部分冷能通常在天然氣汽化器中隨海水或空氣被舍棄，造成能源的極大浪費。通過特定工藝技術(shù)利用LNG冷量，可以達到節(jié)省能源，提高經(jīng)濟效益的目的。
2 .LNG冷量回收在空氣分離安全技術(shù)中的應用
通常的低溫環(huán)境都是由電力驅(qū)動的機器制冷產(chǎn)生的，由制冷原理可知，隨著溫度的降低，其消耗的電能將急劇增加。在一定的低溫蒸發(fā)范圍內(nèi)，蒸發(fā)溫度降低1K，能耗要增加10%。利用回收的LNG冷能和兩級壓縮式制冷機冷卻空氣制取液氮、液氧、液氬，電能消耗也可減少50%(原來生產(chǎn)1立方米的液氧電耗為1.2KWH，采用LNG冷量回收的方法可使電耗減少0.5KWH)，水耗減少30%，這樣就會大大降低液氧、液氮、液氬的生產(chǎn)成本，具有可觀的經(jīng)濟效益。
3 .LNG冷能空氣分離技術(shù)特點
(一)一是在離LNG最接近的溫度位對其冷能加以利用，有用能利用率高
(二)是可以在較低的能耗指標下得到大量的液態(tài)產(chǎn)品。
(三)是可以縮短空分流程的起動時間，因為傳統(tǒng)流程靠透平膨脹機產(chǎn)冷，冷量需要逐漸積累，而LNG則可以瞬間釋放出大量高品位的冷能。
4 .利用LNG冷量的空氣分離工藝流程設計簡述
空氣經(jīng)過濾器除去灰塵和雜質(zhì)后進入壓縮機壓縮至5.8bar，經(jīng)氮水預冷系統(tǒng)后，進入分子篩純化器除去其中的水分、二氧化碳和其它碳氫化合物，干燥而潔凈的空氣進入換熱器中與污氮和循環(huán)氮氣換熱并將至飽和溫度后進入下塔底部。在下塔頂部抽出一股循環(huán)氮氣，在主換熱器中復熱后，經(jīng)過循環(huán)氮氣壓縮機加壓和冷凍機組冷卻，達到300K，23bar。然后在LNG換熱器中與LNG換熱，利用LNG的冷量使循環(huán)氮氣溫度降到118K，節(jié)流后返回下塔，液氧產(chǎn)品從冷凝蒸發(fā)器引出，液氮產(chǎn)品從下塔液氮槽抽出節(jié)流進入上塔頂部后進出。
三.機載膜中空氣分離安全技術(shù)
機載膜空氣分離安全技術(shù)的用途就是提供飛機油箱惰性化技術(shù)所需要的富氮氣體。本文通過在地面建立情化系統(tǒng)模擬試驗臺，對國內(nèi)某廠生產(chǎn)的膜機載空氣分離裝置展開了較為系統(tǒng)的理論分析及試驗研究。研究結(jié)果表明：
1 .輸入空氣壓力、輸出產(chǎn)品氣流量和海拔高度(環(huán)境背壓)均對膜裝置的分離性能有著重要的影響，尤其在低海拔高度下，當輸入空氣壓力較低、而輸出產(chǎn)品氣流量要求較大時，該影響更為顯著。
2 .無論在什么海拔高度條件下，環(huán)境溫度對膜裝置分離性能均有一定影響。3 .輸入空氣溫度對膜裝置分離性能的影響較小。
四.制氧站空氣分離安全技術(shù)應用
目前，空氣分離制取氧、氮等產(chǎn)品的方式有三種：變壓吸附、膜分離和深冷法。前兩種是常溫下空氣分離，第三種是低溫下空氣分離。
1 .變壓吸附與深冷法比較各有特點：首先，變壓吸附流程簡單，設備數(shù)量少，主要設備僅為鼓風機、吸附塔、貯氣罐、真空泵和一些閥門。
(一)深冷空分裝置流程較為復雜，主要設備包括空壓機、預冷器、純化器、換熱器、膨脹機、空分塔、氧壓機、氮壓機等諸多設備。其次，變壓吸附基建費用少，對廠房要求不高。
(二)深冷空分裝置設備復雜，安裝周期長，基建投資高。
(三)變壓吸附啟動時間短，維修費用低;深冷空分裝置操作較為復雜，啟動時間長，維修費用多。
(四)變壓吸附產(chǎn)品單一，氧氣純度低(93%)，產(chǎn)量少(一般在5000m³/h以下)，不能生產(chǎn)氬;深冷法可以同時生產(chǎn)出高純度的氧(99.6%)、氮(99.999%)、氬(99.999%)，產(chǎn)量較高，而其液體產(chǎn)品的體積僅約為氣體的八百分之一，所以產(chǎn)品非常便于經(jīng)濟的儲存和運輸。
2 .膜分離技術(shù)與深冷法、變壓吸附相比較，具有設備簡單，啟動時間短，投資少，由于不需要加壓設備，故其簡易程度超過了變壓吸附;但也同樣存在產(chǎn)量低，產(chǎn)品純度低，氮氣純度僅為95%。鋼鐵企業(yè)一般選用的是深冷法。
3 .制氧原理及改進措施
深冷分離工藝的基本原理是:空氣經(jīng)壓縮、冷卻和液化后，利用空氣中氧、氮、氬沸點不同，采用多次蒸發(fā)、多次冷凝的方法進行精餾分離得到產(chǎn)品氧、氮、氬。再按不同用途將產(chǎn)品加壓、貯存和輸送供給用戶。
五. 我國空氣分離安全技術(shù)發(fā)展
以往的空氣分離安全主要方法是經(jīng)過氟利昂冷凍機及膨脹透平來制冷把空氣液化，分離為液態(tài)氧氣、氮氣及氬氣等，運用LNG冷能技術(shù)能夠進行空氣分離，通過氮氣循環(huán)方式進行冷卻實現(xiàn)的。通常生產(chǎn)1m³液化空氣需要0.756kWh冷卻能，可運用LNG低溫特點，不僅可以降低建設費用，還能夠節(jié)省電力消耗，電消耗會降低50%，其水消耗也會降低30%，從而降低了液氧及液氮生產(chǎn)成本，獲得良好經(jīng)濟效益，低成本液氮可應用到半導體器件生產(chǎn)、真空冷阱、金屬處理等，運用液氧制取還可以獲得高純度臭氧，應用在污水處理方面?？諝夥蛛x是LNG冷能利用技術(shù)里最常見的，并且被很多國家所應用，我國對這種冷能技術(shù)應用也很重視。
六.結(jié)束語
工業(yè)發(fā)展的基礎是技術(shù)的應用，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，越來越多先進的科學技術(shù)不斷的問世，近年來,在蓬勃發(fā)展的工業(yè)項目中,4 500m³/h、9 000m³/h等大型空氣分離安全技術(shù)得到了應用。在應用中這些技術(shù)的出現(xiàn)為人們帶來的不僅僅是知識技術(shù)，更是生產(chǎn)力的提高和生產(chǎn)發(fā)式的進步，我們在學習知識的時候，更應該活學活用，把它們應用到實際的生產(chǎn)生活中，以此來服務人民，服務社會，提高效率和質(zhì)量。
參考文獻：
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