বায়ু শিল্প কাঁচামাল অধিকাংশ মানুষ উপেক্ষা. এটি 78% নাইট্রোজেন, 21% অক্সিজেন, প্লাস আর্গন, CO₂ এবং জলীয় বাষ্প ধারণ করে। এই উপাদানগুলিকে আলাদা করা রসায়ন নয়-এটি প্রয়োগ করা হয় তাপগতিবিদ্যা৷ ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ, বিশ্বব্যাপী মধ্য-থেকে-বড় গাছের জন্য প্রভাবশালী প্রযুক্তি, মূলত পাতন 0.1 ডিগ্রী নির্ভুলতায় নিয়ন্ত্রিত।
বায়ু গ্রহণ: পরিস্রাবণ এবং সংকোচন
পরিবেষ্টিত বায়ু একটি স্ব-পরিষ্কার ফিল্টারের মাধ্যমে প্রবেশ করে। এখানে লক্ষ্য বিচ্ছেদ নয়, কিন্তু সরঞ্জাম সুরক্ষা-কণাগুলি উচ্চ-গতির সংকোচকারী রোটর এবং পাতন প্যাকিং ব্লক করে।
ফিল্টার করা বাতাস একটি মাল্টি-স্টেজ সেন্ট্রিফিউগাল কম্প্রেসারে চলে যায়, যেখানে চাপ 0.5–0.8 MPa-এ (প্রক্রিয়া নকশার উপর নির্ভর করে) বেড়ে যায়। কম্প্রেশন তাপ উৎপন্ন করে (প্রায় 100-120 ডিগ্রী), তাই ইন্টার-স্টেজ কুলার তাপমাত্রাকে পরিবেষ্টনের কাছাকাছি নিয়ে আসে। এটি এড়িয়ে যান, এবং নিম্নধারার আণবিক চালনীগুলি অত্যধিক তাপ থেকে হ্রাস পাবে।
একটি গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্ট: সংকোচন বায়ুর পরিমাণ হ্রাস করে এবং প্রসারণ হিমায়ন এবং পাতন পৃথকীকরণের জন্য প্রয়োজনীয় চাপ শক্তি সরবরাহ করে। এই শক্তি বেস ছাড়া, সমগ্র ক্রায়োজেনিক চক্র শুরু হতে পারে না।
পরিশোধন: জমাট বাঁধা অমেধ্য অপসারণ
সংকুচিত এবং ঠান্ডা বাতাসে এখনও জলীয় বাষ্প, CO₂ এবং হাইড্রোকার্বন থাকে। ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায়, এগুলি জমাট বাঁধে এবং পাতন কলাম প্যাকিং বা প্রধান তাপ এক্সচেঞ্জার চ্যানেলগুলিকে আটকে রাখে। একবার ফাউল হলে, রেজিস্ট্যান্স স্পাইক এবং ডিস্টিলেশন কর্মক্ষমতা ধসে পড়ে।
আধুনিক গাছপালা আণবিক চালনী শোষণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে (সাধারণত ডুয়াল-স্তরের বিছানা: সক্রিয় অ্যালুমিনা + 13X আণবিক চালনি)। দুটি অ্যাডজরবার পর্যায়ক্রমে চলে: একটি 0.5-0.8 MPa এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় অমেধ্য শোষণ করে, অন্যটি 200 ডিগ্রি বর্জ্য নাইট্রোজেন দিয়ে পুনরুত্পাদন করে।
মূল মেট্রিক: 1 পিপিএমের নিচে বর্জ্য CO₂, জলের শিশির বিন্দু -65 ডিগ্রির নিচে। এটি স্থিতিশীল পাতনের জন্য অপারেটিং থ্রেশহোল্ড।
তরলীকরণ থেকে শীতল: রেফ্রিজারেশন লুপ
বিশুদ্ধ বায়ু প্রধান হিট এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে (সাধারণত ব্রেজযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম প্লেট-পাখনার ধরন), কাউন্টার-প্রবাহিত ঠান্ডা পণ্য প্রবাহের বিরুদ্ধে প্রবাহিত হয়। তাপমাত্রা ধীরে ধীরে প্রায় -170 ডিগ্রীতে নেমে আসে, তরলীকরণ লাইনের কাছে চলে আসে।
কিন্তু একা তাপ বিনিময় পাতন তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে না (উপরের কলামের উপরে প্রায় -196 ডিগ্রি, নীচের কলামের নীচে প্রায় -175 ডিগ্রি)। রেফ্রিজারেশন টার্বো-এক্সপেন্ডার থেকে আসে: বুস্টার কম্প্রেসার থেকে উচ্চ-চাপের বায়ু, শীতল হওয়ার পরে, বাহ্যিক কাজ তৈরি করার সময় আংশিকভাবে অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণ-তাপমাত্রা -165~-170 ডিগ্রিতে নিমজ্জিত হওয়ার জন্য এক্সপান্ডারে প্রবেশ করে।
এই ঠান্ডা গ্যাস প্রবাহ উপরের কলামে ফিড করে, পাতনের জন্য প্রয়োজনীয় রেফ্রিজারেশন সরবরাহ করে। পুরো সিস্টেমের কোল্ড ব্যালেন্স হল এক্সপেন্ডার আউটপুট এবং কলাম হিট লোডের মধ্যে একটি বাস্তব-সময়ের মিল।
মূল ধাপ: দুই-কলাম পাতন
এটি বায়ু বিচ্ছেদ ইউনিটের হৃদয়। শিল্প মান হল একটি নিম্ন কলাম + উপরের কলাম কনফিগারেশন (আর্গন পুনরুদ্ধার অন্তর্ভুক্ত থাকলে তিনটি কলাম)।
নিম্ন কলাম: প্রাথমিক বিচ্ছেদ
আংশিকভাবে তরলীকৃত বায়ু নীচের কলামের নীচে প্রবেশ করে। কলামে স্ট্রাকচার্ড প্যাকিং রয়েছে (যেমন, মেলাপাক বা তার-গজের ধরন)। তরল প্যাকিং পৃষ্ঠতল বরাবর নিচের দিকে প্রবাহিত হয়; তরল ছায়াছবির মাধ্যমে বাষ্প উপরের দিকে উঠে।
স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য (স্ট্যান্ডার্ড বায়ুমণ্ডলে: অক্সিজেন -183.0 ডিগ্রী, নাইট্রোজেন -195.8 ডিগ্রী):
- নাইট্রোজেন, আরো উদ্বায়ী, বাষ্পীভূত হয় এবং বৃদ্ধি পায়, অবশেষে বিশুদ্ধ তরল নাইট্রোজেনে শীর্ষে ঘনীভূত হয় (99.999%+ পর্যন্ত বিশুদ্ধতা);
- অক্সিজেন, কম উদ্বায়ী, ঘনীভূত হয় এবং নীচে প্রবাহিত হয়, অক্সিজেন-সমৃদ্ধ তরল বায়ু (~35–40% অক্সিজেন) হিসাবে নীচে সংগ্রহ করে।
Reflux at the lower column top comes from the top condenser-cooled by liquid oxygen or liquid nitrogen from the upper system.
উপরের কলাম: চূড়ান্ত বিচ্ছেদ
নিচের কলামের নিচ থেকে অক্সিজেন-সমৃদ্ধ তরল বাতাসকে থ্রোটল করা হয় এবং উপরের কলামের মধ্য-বিভাগে (রিফ্লাক্স হিসেবে) খাওয়ানো হয়। নীচের কলামের শীর্ষ থেকে তরল নাইট্রোজেনের অংশটি উপরের কলামের শীর্ষে (কোল্ড রিফ্লাক্স হিসাবে) থ্রোটল করা হয়।
উপরের কলামের ভিতরে, বাষ্প এবং তরল ভর স্থানান্তরের দশটি তাত্ত্বিক পর্যায় অতিক্রম করে:
- ক্রমবর্ধমান বাষ্প অক্সিজেন ধুয়ে গেছে; উপরেরটি বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন গ্যাস সরবরাহ করে (99.999% এর চেয়ে বড় বা সমান);
- নীচের তরল হল তরল অক্সিজেন (99.6% এর চেয়ে বেশি বা সমান), প্রধান কনডেনসারে বাষ্পীভূত করা হয়-রিবয়লার (নিম্ন কলামের শীর্ষ থেকে গ্যাসীয় নাইট্রোজেনের সাথে তাপ বিনিময়) এবং পণ্য অক্সিজেন হিসাবে প্রত্যাহার করা হয়।
প্রধান কনডেনসার-রিবয়লার হল এনার্জি কাপলিং নেক্সাস-এটি ওভারহেড নাইট্রোজেনকে ঘনীভূত করতে নীচের তরল অক্সিজেন ব্যবহার করে, যখন তরল অক্সিজেন নিজেই বাষ্প হয়ে বাষ্প হয়ে বাষ্প তৈরি করে। এই মিলিত নকশাটি বাহ্যিক শীতল চাহিদাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
পণ্য ডেলিভারি এবং স্টোরেজ
বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন (উপরের কলামের উপরে) এবং পণ্য অক্সিজেন (প্রধান কনডেনসার বা উপরের কলামের নিচ থেকে) ইউনিট ছেড়ে যাওয়ার আগে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় উষ্ণ হতে-প্রধান হিট এক্সচেঞ্জারের মধ্য দিয়ে যায়।
ব্যবহারকারীরা চয়ন করতে পারেন:
- বায়বীয় পণ্য: সরাসরি পাইপ দিয়ে শেষ{0}}বিন্দু ব্যবহার করা হয় (রাসায়নিক সংশ্লেষণ, ঢালাই ঢালাই, খাদ্য এমএপি);
- তরল পণ্য: আংশিকভাবে একটি লিকুইফায়ারে আরও তরল করা হয় এবং ক্রায়োজেনিক তরল ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করা হয় (কাজের চাপ 0.2–1.0 MPa, তাপমাত্রা -LOX-এর জন্য 183 ডিগ্রি, LIN-এর জন্য -196 ডিগ্রি), ট্রাক পরিবহন বা পিক-শেভিংয়ের জন্য উপলব্ধ।
একটি ব্যবহারিক দ্রষ্টব্য: ক্রায়োজেনিক স্টোরেজ "ফিল এবং ভুলে যাওয়া" নয়-একটানা বাষ্পীভবন ক্ষয় ঘটতে পারে (ট্যাঙ্কের নিরোধক প্রকারের উপর নির্ভর করে প্রায় 0.3%~0.8% দৈনিক ফোঁড়া-অফ)। সঠিক ট্যাঙ্কের আকার অবশ্যই ডাউনস্ট্রিম খরচের ধরণগুলির সাথে মেলে।
শক্তি খরচ: কি চালনা অপারেটিং খরচ
মোট অপারেটিং খরচের 70%~80% জন্য কম্প্রেসার পাওয়ার অ্যাকাউন্ট। সাধারণ ইউনিট শক্তি খরচ পরিসংখ্যান:
- অক্সিজেন (বায়বীয়, 0.2 MPa): ~0.35–0.45 kWh/Nm³
- নাইট্রোজেন (বায়বীয়, 0.6 MPa): ~0.18–0.25 kWh/Nm³
প্রধান লিভার হল পাতন চাপ নির্বাচন। নিম্ন-চাপ চক্র (~0.5–0.6 MPa তে নিম্ন কলাম) বড় গাছগুলিতে আধিপত্য বিস্তার করে-সামান্য বেশি তাত্ত্বিক বিভাজন কাজ সত্ত্বেও, কম্প্রেশন কাজ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, সর্বনিম্ন মোট শক্তি উৎপন্ন করে। ছোট উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন উদ্ভিদ এখনও মাঝারি-চাপ চক্র (1.0-1.5 MPa) ব্যবহার করে দক্ষতার খরচে সহজ বিন্যাসের জন্য।
অন্য দুটি প্রত্যক্ষ চালক: এক্সপেন্ডার আইসেন্ট্রপিক দক্ষতা (এখন উন্নত ইউনিটে 88%~92%) এবং হিট এক্সচেঞ্জার অ্যাপ্রোচ তাপমাত্রা (1.5 ডিগ্রির নিচে লক্ষ্য)-উভয়ই প্রকৃত খরচ সংখ্যা যেখানে ল্যান্ড করে তা প্রভাবিত করে।
অফ-ডিজাইন অপারেশন: দ্য রিয়েল-ওয়ার্ল্ড চ্যালেঞ্জ
বেশিরভাগ বায়ু পৃথকীকরণ ইউনিট কদাচিৎ নেমপ্লেট ডিজাইন পয়েন্ট বছরে-চালিত হয়। ডাউনস্ট্রিম ব্যবহারকারীরা স্থানান্তর, ঋতু এবং রক্ষণাবেক্ষণের সাথে টেক অফ রেট-তে পরিবর্তিত হয়৷ নকশা থেকে দূরে কাজ করা নির্ভর করে:
- এক্সপেন্ডার গাইড ভ্যান অ্যাডজাস্টমেন্ট{0}} রেফ্রিজারেশন আউটপুট পরিবর্তিত হয়;
- পণ্য নিষ্কাশন হার পরিবর্তন-ঠান্ডা তালিকার বিরুদ্ধে বিশুদ্ধতার ভারসাম্য;
- রিফ্লাক্স রেশিও টিউনিং-তরল নাইট্রোজেন থ্রোটল ভালভের মাধ্যমে যা উপরের কলামের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।
ডিজাইন অপারেশনে ঝুঁকি-: বিশুদ্ধতা ওঠানামা এবং ঠান্ডা ভারসাম্যহীনতা একে অপরের মধ্যে ফিড। অব্যবস্থাপনা "নাইট্রোজেন বন্যা" বা অক্সিজেন বিশুদ্ধতা পতনের ট্রিগার করতে পারে, পুনরুদ্ধারে কয়েক ঘন্টা সময় লাগে। দক্ষ অপারেটররা অনলাইন বিশ্লেষক (অক্সিজেন ঘনত্ব, নাইট্রোজেনে অক্সিজেন ট্রেস, আর্দ্রতা ট্রেস) এবং স্বয়ংক্রিয়-লোড-পরিবর্তন কার্যকারিতা সহ DCS-এর উপর নির্ভর করে।
শিল্প গ্যাস ব্যবহারকারীদের জন্য, একটি বায়ু পৃথকীকরণ ইউনিট একটি একক যন্ত্রপাতি নয়। এটি একটি শক্তভাবে সংযুক্ত থার্মোডাইনামিক সিস্টেম। সংকোচন, পরিশোধন, তাপ বিনিময়, সম্প্রসারণ এবং পাতন সিরিজে লিঙ্ক করা হয়-একটি অফসেট যে কোনো সময়ে চেইনের নিচে প্রচার করে। এই কারণেই অভিজ্ঞ প্রকৌশলীরা বলেছেন: "একটি ASU কূপ পরিচালনা করা ভালভ অবস্থানগুলি পড়ার বিষয়ে নয়, তবে তাপমাত্রা, চাপ এবং রচনার গতিশীল ত্রিভুজ বোঝা।"
Shenger Gas প্রকৌশল নকশা এবং ক্রায়োজেনিক বায়ু পৃথকীকরণ সিস্টেমের অপারেশনাল অপ্টিমাইজেশানের উপর ফোকাস করে, ক্ষেত্র-মাপা থার্মোডাইনামিক ডেটাতে ভিত্তি করে। এখানে উপস্থাপিত প্রযুক্তিগত পরামিতিগুলি সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ ইঞ্জিনিয়ারিং হ্যান্ডবুক এবং অপারেটিং লগ থেকে নেওয়া হয়েছে, যা পিয়ার রেফারেন্স এবং আলোচনার জন্য দেওয়া হয়েছে।
