Havoning ajralish texnologiyasi va uni energiya konversiya jarayoni bilan birlashtirish

Havoning ajralishi texnologiyasi sanoat gazini ishlab chiqarishning asosidir va uning energiya konversiya jarayoni bilan kompleks optimallashtirish sanoat samaradorligi va xarajatlarni kamaytirish uchun juda muhimdir. Ushbu hujjatda gaz turbinalarida kriogenik va {2} íenaryatsiyalash texnologiyalari (qisqartirish, pardani ajratish, yonjarlarni ajratish, ion transport memogen, ion transport memogen, ion tashish memogen, ion transport memogen, ion transport memogen, ionni ajratish, ionni ajratish, ionni ajratish, ion tashish memogen, ion tashish memogeni (IGCC) va SyraS ishlab chiqarish bo'yicha tamoyillar, iqtisodiyot stsenariylari muntazam ravishda ko'rib chiqadi. Texnik taqqoslash va masalan, energetika sohasidagi havo bo'linma texnologiyasining rivojlanish tendentsiyasi va kelajakdagi ilmiy-tadqiqot yo'nalishi orqali aniqlanadi.

 

 

 

 

Kirish

Energiya konversiyalash jarayonida sanoat gazlari (kislorod, azot, argon) muhim rol o'ynaydi va ularning ishlab chiqarish texnologiyasini tanlash va integratsiyalash, ular inshootning iqtisodiyotiga va samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi. Ushbu maqolada quyidagi asosiy masalalar muhokama qilinadi:
Turli xil aviakompaniyalarning turli xil texnologiyalarining qo'llaniladigan stsenariylari (poklik, miqyos, energiya iste'moli)
Havo ajratish birligi (ASU) va quyi oqim jarayonlarining integratsiya strategiyasi (gazlashtirish, yonish, elektr energiyasi)
Rivojlanayotgan texnologiyalarni (masalan, ion transport membranalari kabi) an'anaviy kriogen jarayonlarga qiyinchiliklar va qo'shimchalar
 

- kriogen havo ajratilish texnologiyasi
 

 

Adbotlash usuli (PSA / VSA)

Printsip: Bosimni davom ettirish tsikli orqali kislorod va azotli ajratishni kuchaytirish uchun nitrogining tanlangan adsorbsiyasidan foydalanish.
Jarayon: siqilgan havo adsorbsiya minorasiga, azotga boy va kissorbed va kislorod {{0} {93-95% tozalik) ishlab chiqaradi; Tugallangan minora bosimni kamaytirish bilan qayta tiklanadi (1-rasm).
Afzalliklari: tezkor ishga tushirish (daqiqa), kichik va o'rta shkala uchun mos (<150 tons/day).
Cheklovlar: Argonni ishlab chiqarish mumkin emas va qo'shimcha attom azot yuqori kislorod tarkibiga ega va qo'shimcha tozalash talab etiladi.

 

Kimyoviy yutilish usuli

Holat: Moltokse eritilgan tuz jarayoni (2-rasm)
Jarayon: Oldinga artishdan keyin eritilgan tuz bilan siqilgan havo reaktsiyalari, kislorod isitish / depresurizatsiya orqali kislorod so'riladi va kamayadi.
Afzalliklari: havo siqish uchun kam quvvat, va jarayondan chiqindilarni isrof qilish mumkin.
Qiyinchiliklar: yuqori - Haroratli - Harorat muammolari hali tijoratlashtirilmagan.
 

Polimer membraning ajralishi

Mexanizm: kislorod molekulalarining kichik kinekulalari kichik kinik diametriga asoslanib, tanlangan siydik pardalar membranasi materiallari (3-rasm).
Xususiyatlari: Kam - poklik stsenariylari (25 {{{{{{{{-} -} kislorodni boyitilgan havo)<20 tons/day.
Ilova: Akvakulture kislorgizatsiyasi, ko'mir konini qidirish.

Ion transport membranasi (ITM)

Texnologik yutuq: yuqori - £ - Harorat membranalari kislorodli parametrlar (4-rasm), 99% dan oshgan holda.
Integratsiya potentsiali: gaz turbinalarida, yuqori {{0}
Hozirgi holat: tajribali bosqichda moddiy farmonlik optimallashtirilishi kerak.
 

Kriogen distillash texnologiyasi: hozirgi holat va evolyutsiya

 

Jarayon yadrosi

Printsip: Ikki bosqichli distillar minorasi orqali ajratish uchun havo tarkibiy qismlari ({{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{- {{{{- {{{{{- {{{- {{{- (5-rasm) farqlaridan foydalanish (5-rasm).
Asosiy bosqichlar:
Siqish va arizalar: havo 6-10 barga siqilgan va molekulyar eyievlar Cou va suv bug'ini olib tashlaydi.
Ketrogen ajratish: suyultirilgan havo distillash minorasida kislorod (minoraning pastki) va azotga (minoraning yuqori qismiga) ajratiladi va argon yon chiziqdan tiklanadi.
Energiyani tiklash: Excer Sumushlar uchun bosimni pasaytiradi va yuqori - yuqori - Fine Issiqlik almashtirgich sovuqni tiklaydi.

 

Katta - miqyosli va kompleks innovatsiyalar

Yagona to'plam shkalasi: 1980-yillarda kuniga 500 tonnadan 5000 tonnagacha (6-rasm), investitsiya qiymati 40 foizga kamaytirildi.
Oddiy integratsiya holatlari:
DeKOLEC IGCC elektr stantsiyasi (Niderlandiya): ASU gaz turbinasi bilan to'liq mos keladi, Aziz qaytarib beriladi, azot yana 30 foizga kamayadi va sof elektr energiyasini ishlab chiqarish 47% ga kamayadi.
Rozenburg ko'mirali gazetasi loyihasi: Mustaqil ASUni etkazib berish, azot qayta ishlash xavfsizligi uchun inert gazi sifatida ishlatiladi va synatas ishlab chiqarish quvvati juda kattalashtiriladi.

 

Jarayonni optimallashtirish

Past bosim (LP) VS yuqori bosim (Ra) tsikl:
LP tsikl: Aeroporing 65-100 passivi, azotni shamollatish stsenariysi uchun mos keladi.
EP tsikl: Bosim> 100 Psia, azot to'g'ridan-to'g'ri ish siqish uchun to'g'ridan-to'g'ri foydalanilishi, qo'shimcha quvvat sarfini kamaytirish uchun to'g'ridan-to'g'ri foydalanilishi mumkin.
Suyuq tsiklni nasos: suyuq mahsulotlar yuqori bosimli kislorodni talab qiladigan (masalan, ko'mir kimyoviy sanoatini) talab qiladigan gazni siqishni iste'mol qilishdan saqlaning.

Texnologik taqqoslash va tanlash bo'yicha qo'llanma

Texnologiyalarning muddati (tonna) poklik (vol.%) - - mahsulot salohiyati
Cryogenic distillation Mature >20 dan katta yoki teng azot va argon samarali tiklanish
PSA adsorbsiya yarim - etuk<150 93-95 minutes Nitrogen needs to be purified
Membraniy ajratish yarim - etuk<20 ≤40 Immediate No
Azizni 99 soatdan tashkil etgan yoki teng bo'lgan ITM Rivojlanayotganda, azotni davolash kerak

Selektsiya mantic:
Katta - yuqori - shkalasi (po'lat, kimyo sanoati): -} mahsulotning qiymatini hisobga olgan holda kriogen distillash moslamasi.
Kichik va o'rta {{0} miqdori (tibbiy, chekka hududlar): PSA yoki membranish ajratish tezkor joylashishi va past parvarishlashga e'tibor qaratadi.
Kelgusi yuqori qiymati - Yopiqlashtirilgan stsenariylar: ITM qayta tiklanadigan energiya bilan birlashtirgan, tarqatiladigan kislorod ishlab chiqarish va uglerodni ushlashga mos keladi.

 

Integratsiyalashgan texnologiya: energiya samaradorligini oshirishning kaliti

 

Gaz turbinalari bilan issiqlik integratsiyasi

Havo ekstrakti: mustaqil havo kompressorining quvvat sarfini kamaytirish uchun ASUga gaz turbin kompressoridan havo turbinasi kompressoridan ekstrakt ekstrakti (7-rasm).
Azotning remoni: yuqori - Olov haroratini (NOX ↓ 50%) kamaytirish uchun Azizga qarshi azot yuboriladi.

 

va Ko'mir gazetasi kombinatial tsikl (IGCC)

Coze: Tampa elektr loyihasi yuqori -} bosimdan foydalanib, havo bosimi gaz bosimi gaz bosimi turbinaga, sintez sintez gaz sovutish uchun ishlatiladi va tizimning umumiy issiqlik samaradorligi 52% gacha oshiriladi.
Afzalliklari: umumiy siqish uskunalari, chiqindilarni qayta tiklash tarmog'i va kapital xarajatlari 15-20% ga kamayadi

 

Kimyoviy jarayon integratsiyasi

Sintez gaz qazib olish: ASU kislidi qisman oksidlanish reaktsiyasi uchun ishlatiladi va -} kimyoviy {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{-
Uglerodni ushlash: Yuqori - Kontsentratsiya CO₂ Bekorli yonishi kislorod -} kislorod -} kislorod bilan bezatilganligi CATICENT SANOAT SANOAT SANOAT SANOAT SANOAT SANOATIGA etkazib berish uchun bevosita muhrlanishi mumkin.
Rivojlanayotgan tendentsiyalar va muammolar

 

Texnologik innovatsion yo'nalishi

Moddiy yutuq:
Yuqori - ijrochislar (masalan, moflar) PSA Tanlovini yaxshilaydi, ular 97% dan oshadi.
Kopol keramik membranalar - Haroratning harorat muhrini hal qiladi, chunki maqsadli harakat muddati 50 ming soatga uzaytirildi.
Raqamli konvertatsiya: AI algoritmlari ASU operatsion operatsion parametrlarni optimallashtiradi va prediktiv texnik xizmat ko'rsatishni 30% ga kamaytiradi.
 

Barqaror rivojlanish ehtiyojlari

Low - uglerod jarayoni: Shamol kuchi / fotovoltaik {{-}} yashil elektrod "yashil kislorod" yashil kislorod "green kislorod" Yopiq elektr energiyasiga erishish uchun "Yashil elektr energiyasi" ni ishlatish uchun.
Chiqindilarni issiqlikdan foydalanish: TSA regeneratsiyasi uchun kimyoviy chiqindilarni isitish uchun suv sarflash uchun 10-12% ga kamayadi.

 

Qiyinchiliklar

- krifogenik texnologiyalar: PSA va membanni ajratish tokogen distitik distitikani yuqori - poklik va yuqori - oqim stsenariylarini almashtira olmaydi.
ITMning muhandislik to'siqlari: katta - Majmud ishlab chiqarish jarayoni etuk emas va xarajatlar -} harorat jarayoniga nisbatan 40% dan oshadi.

 

Xulosa

Havoning ajralish texnologiyasining rivojlanishi "KAR {- - - - - -} ning past harorati" energiya konversiya jarayoni bilan chuqur integratsiya "ning pastligi", va energiya konversiya jarayoni bilan chuqur integratsiya "ning pastligi" ning past haroratini to'ldiradi ". Kriogen distillash katta - katta - miqdori va issiqlik integratsiyasi orqali samaradorlikni optimallashtirishda davom etmoqda. Materiallar va raqamli texnologiyalarning rivojlanishi bilan duragay jarayonlar (kriogen + ITM) va qayta tiklanadigan energiya sanoat manzarasini qayta tiklash va uglerodsiz hodisalarning maqsadlarini o'zgartirishni ta'minlaydi.