オンサイトの極低温空気分離装置-

産業用ガスのサプライ チェーンでは、ガス状の酸素、窒素、アルゴンを確実に入手するには、長い間、外部調達か大規模な集中空気分離プラントに依存してきました。{0}変動する消費パターン、高い輸送コスト、または特定のプロセスの厳しい純度要件を伴う操作では、独立して運用されるオンサイト極低温空気分離ユニットが、より制御可能で経済的に実行可能な代替手段としてますます認識されています。-本質的には、これは使用現場に直接構築された小型のモジュール式空気分離工場であり、大気の成分を物理的に分離してオンデマンドの生産と即時供給を可能にします。-

基本的な動作原理

この装置は、酸素、窒素、アルゴンの沸点の違い（それぞれ約 -183 度、-196 度、-186 度）を利用する極低温精留技術に基づいて動作します。全体のプロセスは、圧縮、予冷、精製、膨張冷却、精留という 4 つの連続した段階に要約できます。-

1. 空気圧縮と予冷: 周囲の空気は多段階圧縮を受けます。その後、予冷ユニットを通過して温度を 5～12 度に下げ、自由水分の大部分を凝縮させます。-
2. 浄化システム: 事前に冷却された空気はモレキュラーシーブ吸着器に入り、残留二酸化炭素、炭化水素、微量の水分が除去され、コールドボックスに入る空気が乾燥していてきれいになります（CO₂ 1 ppm 以下）。-
3. 冷凍の生成と整流: 浄化された空気は主熱交換器に流れ込み、そこで極低温ガス流を液化に近い温度に戻すことによって冷却されます。その後、精留塔に入ります。-通常は二塔構成-です-。そこで上昇する蒸気と下降する液体の間で物質と熱の移動が起こります。高純度の窒素が上部で得られ、液体または気体の酸素が下部から引き出され、アルゴン留分が中間セクションから抽出され、粗アルゴン塔でさらに精製されます。
4. 製品の配送: システム構成に応じて、最終製品には工業用グレードの酸素（純度 99.6%）、高純度窒素（99.999%）、アルゴン（99.999%）が含まれます。これらはすべて、気体の形態または極低温液体としてユーザーの内部パイプライン ネットワークに配送されます。

このプロセス全体を通じて、低温バランスが重要です。{0}安定した整流状態を維持するには、膨張タービンによって生成される冷凍能力がシステムの低温損失を正確に補償する必要があります。圧力スイング吸着や膜分離技術と比較して、オンサイト極低温空気分離ユニットは、大幅に高い分離効率を提供し、一定の製品純度が不可欠な中規模から大規模のガス需要（通常 100 ～ 3,000 Nm3/h）に特に適しています。{{3}{4}}

主要な性能パラメータ (代表的な基準範囲)

注: 上記のデータは、標準的な基準条件 (周囲温度 30 度、相対湿度 80%、海抜ゼロメートル) に基づいています。実際のパフォーマンスは高度や地域の気象条件によって異なります。最終値はプロセス計算によって確認する必要があります。

技術的特徴とエネルギー効率

液体酸素のトラック配送やパイプによる都市ガスと比較して、{0}現場の極低温空気分離ユニットには、生産と消費を同期させるという基本的な利点があります。-これにより、輸送損失、貯蔵タンクの蒸発損失、市場価格変動の影響が排除されます。エネルギー性能の面では、高効率ターボ-エキスパンダとアルミニウム プレート-フィン熱交換器の使用により、コールドエンド損失が 8% 未満に制限されます。{6}}統合された自動可変負荷調整システム-は、下流の需要に応じて空気供給量と生成物抽出率を調整し、50% ～ 110% の負荷範囲にわたって整流効率を低下させることなく維持します。

さらに、モレキュラーシーブ精製システムは、専用ヒーターで加熱された廃窒素を使用して再生されるため、外部蒸気や追加の電気加熱素子が不要となり、全体的な光熱費の消費量がさらに削減されます。酸素、窒素、アルゴンへの同時アクセスが必要な現場では、-ステンレス鋼のアニーリング、電子はんだ付け、または化学ブランケット用途など-このシステムにより、単一の設備から複数の製品を生産できるため、重複した資本支出を回避できます。-

産業応用分野

• 金属加工と熱処理: 燃焼-補助切断および酸素富化燃焼-に酸素が使用されます。窒素はアニーリング保護と炉のパージに使用されます。
• 化学および石油化学産業: 窒素はパージガスおよび反応器ブランケットとして機能します。酸素は酸化プロセスまたはオフガス処理に使用されます。{0}
• エレクトロニクスおよび半導体製造: 高純度窒素はキャリア ガスおよびクリーニング ガスとして機能します。{0}アルゴンは、ウェーハ製造の物理蒸着プロセスで使用されます。
• 食品および医薬品分野: 調整雰囲気包装および鮮度保持に窒素を適用。{0}極低温粉砕または凍結乾燥の予備冷却に使用される液体窒素。-
• ガラスと建築材料: NOx 排出量を削減するために、ガラス炉の酸素燃料燃焼に使用される酸素-。

構成範囲と技術サポート

設置場所ごとに電気代、冷却水温度、標高、必要なガス供給圧力が異なります。したがって、サイト固有のプロセス設計が標準的な手法です。-供給空気の組成分析から始まり、年間の気象データを組み込み、コールド ボックスのレイアウト、パイプの配線、制御システムのインターフェースに至るまで、すべての寸法は実際の条件に従って決定されます。-標準装備の範囲には通常、次のものが含まれます。

• リモート監視インターフェースを備えた分散制御システム (DCS)
• 1 つのボタン操作に対する連続的な開始/停止ロジック-
• 故障自己診断アラーム システム-（ベアリングの温度、振動、液面、純度の偏差をカバー）
• スペアパーツパッケージ（モレキュラーシーブ、フィルターカートリッジ、計器バルブダイヤフラムなど）は本体と一緒にお届けします

テクニカル サポートには、機械完成後の 2 週間にわたるオンサイト試運転ガイダンスとオペレータ トレーニングが含まれます。{0}{1}{1}容量を拡張するために、システムはモジュール式に設計されています。-コールド ボックス、予冷スキッド、-浄化容器はすべて工場で製造できます。{6}}現場で配管と電気配線を接続するだけで済み、土木工事の期間が大幅に短縮されます。

Shenger Gas が提供するオンサイト極低温空気分離ユニットは、プロセス シミュレーション、エネルギー モデリング、設置監視、長期運用保守をカバーする完全に設計されたソリューションです。- 10 年を超える極低温プロジェクトの経験により、エンジニアリング チームは、スキッドマウント構成、自動負荷追従制御、および低エネルギー消費設計に関する実証済みの専門知識を蓄積してきました。ガス需要が 200 Nm3/h を超え、厳格な純度および圧力仕様を持つアプリケーションの場合、推定回収期間を含む実現可能性調査を提供して、ガスのすべての立方メートルが確実に計算され、完全な経済的透明性を持って利用されるようにすることができます。

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