Concepte inteligente pentru producerea de gaze la faţa locului
Gazele industriale: la fel de importante precum apa şi electricitatea.
Teoretic există o sursă nelimitată de aprovizionare cu azot, oxigen sau argon din cauza faptului că se găsesc în mod natural în aerul care ne înconjoară. Aceste gaze, alături de gazele nobile prezente în atmosferă, pot fi obţiunute prin procedee speciale de separare a aerului.
Fiecare gaz are calităţile lui speciale:
În zilele noastre, hidrogenul şi gazele obţinute din aer sunt la fel de importante pentru procesele industriale precum apa şi energia electrică. Oxigenul, de exmplu, este utilizat în rafinarea oțelului și este esențial atât în industria sticlei, cât și în tehnologiile de mediu. Proprietățile azotului sunt utilizate, printre altele, pentru inertizare în procese chimice, petrochimice și farmaceutice. Argonul, un gaz nobil obținut din aer, joacă un rol central în producția de oțel inoxidabil și este, de asemenea, utilizat ca gaz de purjare în industria semiconductorilor.
Hidrogenul este folosit pentru călirea oţelurilor înalt aliate şi a pieselor sinterizate, precum şi pentru reducerea oxizilor la metalele topite.
Puritate şi cantitate în funcţie de necesităţi
Producerea gazelor la faţa locului se justifică în cazul în care există consumuri mari şi constante de gaze industriale. O unitate de producere a gazelor la faţa locului asigură o aprovizionare eficientă şi de încredere.
Volumul și puritatea necesare variază de la un sector la altul și depind, de asemenea, de procesele în care sunt utilizate. Prin urmare, Messer oferă clienților săi un concept de aprovizionare care să fie adaptat cu precizie cerințelor individuale.
Există în principiu două metode de separare a aerului: criogenică şi necriogenică.
Metoda criogenică de separare a aerului
În unitățile criogenice de separare a aerului, gazele prezente în aer sunt separate conform principiului de rectificare la temperatură scăzută, utilizând temperaturile diferite de fierbere a gazelor.
Principiul de separare criogenică este utilizat în următoarele tipuri de unități:
• Unități de separare a aerului de înaltă capacitate cu lichefiere opțională
• Generatoare de azot CryoGAN
• Generatoare de oxigen CryoGOX
Component |
Simbol chimic |
Simbol % în volum |
Azot |
N2 |
78.08 |
Oxigen |
O2 |
20.95 |
Argon |
Ar |
0.93 |
Dioxid de carbon |
CO2 |
0.035 |
Hidrogen |
H2 |
5 · 10-3 |
Neon |
Ne |
1.82 · 10-3 |
Heliu |
He |
5.2 · 10-4 |
Kripton |
Kr |
1.14 · 10-4 |
Xenon |
Xe |
8.7 · 10-6 |
Metoda necriogenică de separare a aerului
Procesele necriogenice de separare a aerului se bazează pe principiul PSA (Pressure Swing Adsorbtion) sau pe separarea prin membrane semipermeabile.
Următoarele tipuri de unităţi sunt consacrate:
• PSA (Pressure Swing Adsorbtion)
• VPSA (Vacuum pressure swing adsorption)
• Unităţi de separare cu membrană
Messer oferă unități de separare a aerului prin metodă criogenică și non-criogenică cu următoarele capacități nominale:
Capacitate nominală
Tipul unităţii |
Produs |
Nm3/h |
t/zi |
Separare aer |
O2 |
750 - 60,000+ |
25 - 2,000+ |
|
N2, Ar |
up to 180,000 |
|
Generator |
O2 |
2,500 - 12,000 |
85 - 410 |
|
N2 |
200 - 5,000 |
6 - 150 |
PSA |
N2 |
10 - 5,000 |
0.3 - 150 |
PSA / VPSA |
O2 |
100 - 5,000 |
3.4 - 170 |
Membrană |
N2 |
10 - 3,500 |
0.3 – 105 |
Unităţile criogenice de separare a aerului asigură o aprovizionare flexibilă şi de încredere
Separarea aerului
Pentru industriile în care se consumă cantităţi mari de oxigen, azot şi argon (oţelării, petrochimie, rafinării), gazele sunt de regulă furnizate prin intermediul unei unităţi de separare aer (ASU).
Cu acest tip de unitate, aerul este mai întâi comprimat la aproximativ 6 bari. După îndepărtarea componentelor nedorite - în special a dioxidului de carbon și a umidității - într-o sită moleculară, aerul este trecut în schimbătoare de căldură, unde este răcit până când se lichefiază. Urmează separarea rectificativă până la componentele individuale. O opțiune în plus este producerea de produse lichide prin intermediul unei răciri suplimentare utilizând turbine de expansiune.
Tehnologie care îndeplinește cerințele dumneavoastră
Messer oferă o gamă fiabilă și variată de unități criogenice de separare a aerului, asigurând o flexibilitate maximă de la 25 la mai mult de 2000 de tone pe zi (în ceea ce privește capacitatea de oxigen).
De asemenea, sunt disponibile lichefiatoare pentru o aprovizionare cu 100% lichid, pe care Messer le construiește cu capacități de până la 600 de tone pe zi.
Generatoarele de azot CryoGAN – o soluție extrem de eficientă
Azotul (N2) este cunoscut pentru calitățile sale de protecție, de aceea este adesea folosit în aplicații de inertizare.
Pentru a satisface cererea de cantități mai mari de azot la costuri reduse, Messer a dezvoltat generatorul CryoGAN care funcționează pe principiul separării criogenice a aerului.
Unitățile sunt proiectate modular și oferă un interval de capacitate gradual de la 200 Nm3/h la 5.000 Nm3/h .
Generatoarele de oxigen CryoGOX – comprimarea aerului la costuri comprimate
Cu generatoarele de oxigen CryoGOX, Messer a dezvoltat o sursă de oxigen eficientă din punctul de vedere al costurilor, fiabilă, flexibilă și necomplicată. Acestea sunt solicitate într-o varietate de industrii (celuloză și hârtie, sticlă, ceramică, produse chimice și metalurgie).
Şi aceste generatoare sunt bazate pe principiul separării criogenice a aerului. Debitul de oxigen gazos este disponibil clienților la presiuni de până la 20 de bar. Principalele avantaje ale acestui concept sunt puritatea ridicată a oxigenului (99,6%) și capacitatea de producere eficientă a oxigenului lichid pentru stocare.
Generatoarele de oxigen CryoGOX sunt realizate de Messer conform specificațiilor clientului. Capacitățile de la 85 la 400 de tone pe zi acoperă majoritatea aplicațiilor industriale.
Avantajele separării criogenice a aerului
• Puritate mare a oxigenului
• Funcţionare fiabilă
• Consum scăzut de energie
• Producere în paralel de oxigen şi azot lichid
Unităţi necriogenice de separare a aerului pentru practic orice cerință
Unităţi PSA – aerul este tot ce aveți nevoie
Procedeul PSA (Pressure Swing Adsorption) se bazează pe proprietățile fizice de adsorbție a sitelor moleculare tratate special. Unitățile PSA au nevoie doar de aer curat și uscat pentru a genera N2 sau O2 în mod eficient din punct de vedere al costurilor și cu purități de până la 99,9% (azot) și 93% (oxigen). Aerul este comprimat până la 10 bar, purificat și apoi trecut prin vasele umplute cu site moleculare, fie site moleculare de carbon (CMS), fie zeoliți, în funcție de tipul de gaz necesar (O2 sau N2). În timp ce un vas este în funcțiune, celălalt este regenerat prin reducerea presiunii. Componentele nedorite din gaz sunt eliberate în atmosferă.
Unităţile VPSA – producerea oxigenului poate fi extrem de eficientă
Procedeul VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) este aproape similar cu procedeul PSA, diferenţa constând în faptul că unitățile VPSA au un ventilator care generează o suprapresiune de aproximativ 1,5 bari și o pompă de vid, care este utilizată în timpul ciclului de regenerare.
Unităţile cu membrană – azot cu o atingere de buton
Procedeul cu membrană utilizează diferitele grade de difuzare a gazelor printr-o membrană polimerică. Aerul atmosferic este filtrat, comprimat la presiunea necesară, uscat și apoi trecut printr-un modul de membrane. Componentele de aer cu o rată mai mare de difuzie (O2 și CO2) penetrează mai repede fibrele membranelor polimerice, rrezultând un flux bogat în azot ca produs primar. Puritatea azotului atinge 93,0 - 99,5%, chiar şi mai mult dacă unitatea este operată eficient.
Sistemul de rezervă pentru aprovizionare
O aprovizionare sigură dintr-o sursă de rezervă – doar dacă este vreodată cazul – este cireaşa de pe tort pentru orice concept de producere a gazelor la faţa locului, clientul putând fi liniştit în ceea ce priveşte aprovizionarea cu gaze chiar şi atunci când există opriri pentru mentenanţă, pene de curent sau alte evenimente neprevăzute. Fiecare client Messer, fără excepţii, primește o sursă sigură de aprovizionare cu gaze tehnice, chiar și în perioadele de întrerupere planificate și neplanificate.
Avantajele separării necriogenice a aerului
• Costuri scăzute – datorită consumului scăzut de energie
• De încredere – achiziţionarea de piese de schimb de la producători consacraţi şi revizia periodică reprezintă baza pentru funcționarea fiabilă a instalației
• Azot / oxigen după cum este necesar – pornire rapidă şi operare necomplicată
• Unităţi modulare – uşor transportabile şi care nu ocupă spaţiu mare de depozitare
Producţia de hidrogen – individuală ca și utilizatorii săi
Pentru producerea de hidrogen și gaze de sinteză (Syngas) Messer oferă o gamă largă de tehnologii, cu alegerea unui proces optim în funcție de mai mulți factori. Aceştia includ, printre altele, cererea, cerința de volum și puritatea. Experții de la Messer vor fi bucuroși să vă sfătuiască în acest sens.
Reformarea cu aburi foloseşte gazul natural ca materie primă și poate fi utilizată atât pentru unitățile de hidrogen mici cât și pentru cele mari. Cu așa-numitul proces de reformare cu abur, materia primă este amestecată cu abur de proces, încălzită la aproximativ 480 ° C și apoi împărțită în reformator folosind un catalizator pe bază de nichel. În reactorul de schimbare a CO, în care monoxidul de carbon (CO) reacționează cu H2O pentru a forma H2 și CO2 (conversie catalitică), conținutul de hidrogen din gazul reformat crește în continuare.
În cele din urmă, hidrogenul este purificat într-o unitate PSA şi pleacă de aici la o presiune între 15 - 30 de bar și cu o puritate de până la 99,9995%.
Pentru companiile care au deja o sursă de aprovizionare cu hidrogen, dar necesită purificări mai mari pentru utilizarea pe mai departe, Messer poate furniza unități de hidrogen PSA ca unități separate. Ele primesc debitul de gaz bogat în hidrogen și îl convertesc în hidrogen de înaltă puritate (> 99,999%).
Pas cu pas către o aprovizionare la faţa locului
Condițiile de furnizare a gazelor tehnice depind în mare măsură de industria și de aplicațiile care le folosesc. Messer a dezvoltat o "listă de clasificare prioritară" pentru a facilita planificarea proiectului pentru o livrare la fața locului:
- Procesele tehnologice ale clientului
- Parametri de proces, inclusiv tipul gazului, presiunea, puritatea, timpii de funcționare, profilurile de consum
- Evaluarea inițială / fezabilitatea proiectului cu privire la tehnologia de producție a gazului, consumul de energie, costurile cu gazele, facilitățile de rezervă, considerentele de siguranță
- Modelarea proceselor pe calculator pentru simularea conceptelor tehnice
- Analiza fiabilității, asigurând timpi de funcționare eficienți și neîntrerupți
- Pregătirea și prezentarea ofertei pentru conceptul de aprovizionare
- Completarea / acceptarea conceptului de aprovizionare
- Instalarea şi punerea în funcţiune a sistemului
Scopul nostru este de a dezvolta un concept de aprovizionare adaptat nevoilor dumneavoastră individuale
În domeniul furnizării gazelor la fața locului scopul Messer este clar definit: în interiorul sau lângă amplasamentul clientului, operăm unități care sunt optimizate pentru a satisface cerințele specifice ale fiecărui client. Aceasta înseamnă că clientul poate utiliza gazele necesare la fel de ușor ca și electricitatea din rețea. O astfel de ofertă se bazează pe un contract de aprovizionare adecvat pentru gazele tehnice.
Cunoştinţe solide în domeniu
Messer Group GmbH face parte din companiile de top ce activează în domeniul gazelor industriale în Europa şi China. Messer operează unități de separare a aerului pentru producția de gaze vrac și pentru aprovizionarea marilor consumatori industriali din industria oțelului, industria chimică și petrochimică. Oxigenul lichid, azotul și argonul sunt unele dintre produsele cele mai solicitate.
Messer are peste 100 de ani de experiență în proiectarea și exploatarea unităților de separare a aerului și își extinde în mod continuu dezvoltarea competenţelor.