共生生产设备可直接提供流程设备所需的气体

作者：Frank Jablonski

欢迎访问e展厅 展厅 3 压缩机/分离/过滤机械展厅 压缩机, 空气压缩机, 过滤器, 滤清器, 滤油机, ... 许多流程工业设备除了“呼吸”周围环境中的空气之外，还要求“呼吸”一些特殊的气体。例如需要“吸”进去纯氧，或者纯氮，吸入天然气或者氢气。它们需要的不同气体随产品不同而不同，在实验室中您可以看到更多的气体品种。在一些特定的情况下，流程工业的设备产生的各种气体可以做到“自产自销”。 许多的流程工业生产厂家在优化、挖潜的过程中都提出了这样的问题：“我们所需要的生产用气体可以通过优化生产流程来自给自足吗？”针对这一问题，不少人打开了潘多拉的盒子，开始了这样、那样的计算。而一种可以解决这一问题的方法就是共生生产设备的配置方案。这种共生生产设备是一台（套）独自进行生产的流程设备，它的产品或者副产品是一种气体，它直接位于需要这种气体的流程设备旁边，一边生产着自己的产品，一边为另一台（套）流程设备提供生产所需的气体。这种自给自足的解决方案提高了气体原料供应的可靠性，而且在很多场合下还可以为您节省大量的资金。它可以用多少，生产多少，一点也不浪费。它可以节省运输与存储的费用或者使这些费用减少到最低程度。同时，它还提高了气体原料供应的可能性，减少了“停气待料”的损失。 在气体供应领域中，共生方案可以有多种不同的变型形式： ■　利用膜，变压吸附或LIN-Assist-Anlagen方法生产氮气，根据所需纯度和数量决定生产多少； ■　利用变真空法生产氧气； ■　利用蒸汽重整工艺生产氢气； ■　利用空气压缩机生产压缩空气。 在明斯特市的Westfalen股份公司近五年来在流程工业共生生产方面积累了丰富的经验，使许多流程工业企业在生产实践中成功的采用了共生方案。在流程工业企业生产过程中经常用到的是共生氮气的应用，例如在2004年度中， Osnabr焎k的KM欧洲金属制品公司中所使用的一套设备就是一台生产氮气的共生设备。它生产的氮气渗入了少量的氢气，用于铜制半成品、成品的生产过程中。该设备是一套LIN－Assist设备，它按照精馏原理生产氢气。之所以采用这种共生设备配置方案，是因为KM公司生产的铜产品纯度很高（达99.999的体积比，即5.0级）而且产量和耗气量很大（每小时耗氮气600m3）。 吸入周围环境的气体 所需的N2是这样生产出来的：无油的螺旋压缩机每小时吸入大约1500m3的空气，并将这些空气压缩到压强约为2bar。压力为2bar的压缩空气马上被冷却到大约10℃的温度，在冷却过程中产生的冷凝水马上被排放出去，在分子筛处，将空气中的其它气体成分分离出来，在吸附器饱和之后，这些被吸附的气体成分又重新排放到环境大气之中。空气必须进行完全的干燥处理，否则这些设备将马上结冰。而后这些空气在热交换器中与排出的气体进行交换（在6bar的压力下）达到沸点温度。氮气与空气中其他成分在精馏反应塔中进行分离，热量存入流程设备的管道网络中。而弥补设备绝热和启动时进行冷却的冷能，则以液态氮的形式保存在液氮罐中。当意外事故使供氮设备停产时，可从液氮罐中释放存储的氮气，保持流程设备连续生产。 另一个共生设备的实际应用实例是4年前投产的氮气生产设备，这是由Westfalen公司与萨尔斯堡的H & R化学制药有限责任公司共同研制开发的。氢气的生产是利用天然气按照蒸汽重整工艺分四个步骤全自动生产出来的。 ■　脱硫：天然气首先在大约20bar的压力下被压缩机压缩，与氢气相互混合，加热，然后天然气与氢气混合的气体在带有钴－钼氧化锌的催化器进行脱硫反应。钴－钼将有机的硫转化为硫化氢，氧化锌吸入了这些硫化氢。 ■　蒸汽重整：脱硫的天然气与水蒸汽混合，进一步预热，送至反应塔中，加热后的天然气-水蒸汽的混合气体在通往反应塔的管道中转化成了一种人工合成气体，一种由氢，CO，CO2，水蒸汽和氨组成的合成气体，在从反应塔出口流出时，这些气体将被从850℃冷却到350℃，并进一步送入CO-转换反应器中。 ■　CO转换反应：在合成气体中的CO在CO-转换器中经铁氧化亚铬催化器，催化反应后生成CO2和氢。 ■　净化：PSA-压力设备中含有吸附剂的容器中将吸附所有不需要的气体成分（水蒸汽，CO，CO2，N2和碳氢化合物）。 整个共生设备的造气循环：吸附，减压，清洗，加压等等，都是由流程设备的控制系统控制，受流程设备监控系统的监控。 应该注意的问题 Westfalen公司为您提供一系列配套的共生设备生产服务，这包括从规划设计，满足用户提出的技术要求，采购共生设备部件，将这些部件集成安装到现有的流程设备生产线中。整个系统工作时，无须有专人负责共生设备的运行。所有重要的共生设备工作数据，以及当前出现的故障和干扰均可在线控制、掌握；从共生设备的远程监控系统中发出的测量数值，可以传送到Westfalen公司。Westfalen公司的H歳stel工厂还可以为您提供及时的设备维护保养计划，派出训练有素的设备维护保养人员使设备维护保养的费用可减少到最低程度，配件、备件供应及时、有保障。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (9/18/2005)