小型-極低温空気分離装置

液化ガス配送の物流の煩わしさなしに、-高純度の酸素、窒素、アルゴンを確実に現場で供給する必要がある場合、-小規模な極低温空気分離装置が最も賢明な長期投資です。-何年もの計画を必要とするカスタム設計の大規模プラントとは異なり、最新の小規模ユニットは、標準化されているが構成可能なシステムとして設計されています。-これらは、圧力スイング吸着 (PSA) や膜システムでは 50 Nm3/h を超える流量や 99.5% を超える純度に匹敵することのできないレベルのエネルギー効率と動作安定性を備えた工業用グレードのガスをお客様の施設に直接供給します。-

 

仕組み – 周囲空気から純粋な製品の流れへ直接

核となる原理は古典的な極低温蒸留のままですが、熱力学を損なうことなくスケールダウンされています。まず、大気は圧縮され、次に予冷され、精製システムを通過して水、二酸化炭素、炭化水素が除去されます。-次に、空気はマルチストリーム主熱交換器に入り、そこでほぼ液化温度（通常、-170 度から -185 度）まで冷却されます。部分的に液化した空気は次に蒸留塔に供給されます。ここで、沸点の違いにより、窒素 (-196 度で蒸発) と酸素 (-183 度で蒸発) が分離されます。小規模の極低温空気分離ユニットは、最適化されたカラム内部と統合されたコールドボックス断熱材のおかげで、液体生成物のキャリーオーバーが非常に少なく、この分離を継続的に達成します。

 

主要な技術仕様の概要

パラメータ	代表的な範囲
酸素純度	99.5% – 99.8% (オプションで最大99.999%)
窒素純度	10 ppm O₂ 以下 (最大 99.9999%)
アルゴン純度	99.999% (追加製品として)
流量(O₂)	30 – 1,500 Nm3/h (カスタマイズ可能)
吐出温度	周囲温度 +45 度 (気化器後)
冷却水範囲	入口20度～35度
設計周囲温度	-15 度から +45 度まで

 

動作温度とエネルギー効率

極低温プロセスでは、温度が分離の鋭さと回収率を直接決定します。当社の小規模極低温空気分離ユニットは、窒素生成のためにメイン塔の上部温度を約 -193 度に維持し、下部サンプは酸素抽出のために約 -175 度で動作します。この狭い勾配により安定した整流が確保され、必要な還流比が低減されるため、比消費電力が削減されます。典型的なエネルギー指標:

• 比出力 (O₂、純度 99.6%): 0.38 – 0.48 kWh/Nm³

• 比電力 (N₂、純度 99.999%): 0.21 – 0.28 kWh/Nm³

• 完全純度までの起動時間: 2.5 時間以下（コールド スタンバイから）-

古い設計と比較して、最新のユニットはメインのコンプレッサーとエキスパンダーに可変周波数ドライブ（VFD）を統合し、部分負荷エネルギーの使用量を最大 18% 削減します。{0}ガソリン需要がシフト間で変動する場合、これは目に見える節約になります。

 

実際にサイジングに使用できる技術パラメータ

実際のパフォーマンスを理解するには、複数の数値が必要です。{0}以下は、典型的な 300 Nm3/h 酸素プラントのエンジニアリング ベースラインです。

パラメータ	価値
エア供給圧力（昇圧）	7.0 – 8.5 バール(g)
メインエアコンプレッサー出力	160 – 220 kW (VFDを含む)
冷却水の必要量	18 – 28 m3/h (ΔT=8 度)
浄化システムの再生	プロセス空気の 6 ～ 8%
1mでの騒音レベル	85 dB(A) 以下 – 密閉型
高温終了温度へのアプローチ	3 度以下 (高効率コイル)
植物のフットプリント (スキッド)	~9 m (L) x 3.5 m (W) x 4 m (H)

上記の数値は、金属加工および化学のクライアントに納入された実際の工場でテストされた構成に基づいています。{0}最終的なパラメータは、地域の周囲条件、冷却水の温度、および必要な製品圧力に応じて変化します。

 

産業統合

小規模の極低温空気分離ユニットが真の価値を発揮する 4 つのアプリケーション シナリオ:{0}}

• 金属の切断とレーザー加工 - パージには高圧酸素 (99.6% 以上) と窒素が必要です。{0}極低温ユニットは、液体タンク気化器よりも変動する先端圧力にうまく対処します。

• 化学酸化プロセス – 8,000 時間/年にわたって流量変動が 1% 未満である継続的な酸素流が必要です。蒸留塔は原料の変動を自然に抑えます。

• 電子機器製造 – リフロー オーブンと保管には超高純度窒素（5 ppm O₂ 以下）が必要です。{0}当社のユニットは、浄化フィルターの使用場所に直接接続されます。--

• ガラスおよびセラミック産業 – 火炎を強化するために酸素を使用します。小規模ユニットでは、ボンベの取り扱いが不要になり、Nm3 あたりの酸素コストが 40～60% 削減されます。

当社はモジュール式のコールド ボックスと標準化されたスキッドを構築しているため、既存の空気ユーティリティ ネットワークへの統合は簡単です。通常は、電源、冷却水、計器用空気、生成ガス ヘッダーの 4 つの接続ポイントです。

 

認証、規格、プロジェクトの実施

すべての小規模極低温空気分離ユニットは、次の基準に従って設計および製造されています。{0}

• ASME B31.3 (プロセス配管) およびセクション VIII (圧力容器)

• CE マーク付きコンポーネントの PED 2014/68/EU-

• ISO 9001:2015 および ISO 3834-2 (溶接品質)

• 可燃性雰囲気を取り扱う場合の ATEX (オプション)

• GB/T 12337 (極低温容器に関する中国の国家規格)

また、お客様のご要望に応じて、TÜV、BV、または Lloyds による第三者による検査も提供します。{0}

プロジェクト実現のマイルストーン (通常 300 ～ 600 Nm3/h ユニットの場合):

段階	間隔
基本および詳細エンジニアリング	4～6週間
コールドボックスとスキッドの製作	12～16週間
工場受け入れテスト (FAT)	1週間
解体、配送、通関	3 ～ 6 週間 (目的地によって異なります)
現場での設置と試運転	3 ～ 4 週間 (当社の監督下で)
オペレーターのトレーニングと引き継ぎ	1週間

注文から開始までのプロジェクトの総スケジュール-: 複雑さと現地の建設許可に応じて 6～9 か月。

 

カスタマイズとエンジニアリング機能 - 「構成可能」だけではありません

ほぼすべてのサプライヤーがカスタマイズを主張しています。しかし、小規模の極低温空気分離装置にとって、それは実際には何を意味するのでしょうか?{1}}これが私たちの境界です:

• 製品の柔軟性 – 酸素、酸素 + 窒素、または酸素 + 窒素 + アルゴン (粗製または純粋) のみを生成します。カラムセクションは、将来のアルゴン整流器の追加を考慮して最初から設計されています。

• 圧力段階の選択 – 0.05 bar(g) の低圧窒素-から、追加の圧縮を行わずにコールド ボックスから直接供給される 8 bar(g) の中圧窒素-。

• コンテナ化 – 高さ 20 フィートまたは 40 フィートの-立方体コンテナ ユニットを遠隔地や一時的な施設（鉱山の脱水、ガス パイプラインの乾燥など）に迅速に導入できます。

• コールド スタンバイと連続実行 – アプリケーションが 1 シフトのみで実行される場合、毎日の開始/停止サイクルの制御ロジックが最適化されます。

当社の社内プロセス チームは、すべてのユニットに対して HYSYS シミュレーションを実行しているため、一般的なパンフレットだけでなく、パフォーマンス (純度、流量、出力) も保証されます。-

 

サービス、スペアパーツ、長期サポート-

小規模の極低温空気分離装置は年間 8,000+ 時間稼働することになっているため、ダウンタイムは高くつきます。-私たちは以下を通じて貴社のプラントをサポートします。

• リモート モニタリング（オプション） – 圧力降下、温度ドリフト、モレキュラー シーブの飽和などのアラート トリガーを備えた PLC{0}} ベースのデータ ロギング。

• スペアパーツの分類 – 当社は 3 年間の消耗品リスト (バルブ シール、ガスケット、フィルター エレメント、熱電対) を提供し、重要なスペアパーツ (エキスパンダー ベアリング カートリッジ、油圧バルブ アクチュエーター) を地域のハブに保管します。

• 定期メンテナンス パッケージ – 分析器の校正、極低温ラインの漏れ検出、ターボ エキスパンダの振動分析の年次チェック。{0}}

• 緊急対応 – テクニカル サポートは 24 時間以内に対応 (電話/リモート)、ビザや渡航状況に応じて 5 ～ 10 日以内に現地訪問します。

また、出荷前にワークショップで、スライドだけでなく実際の計装されたスキッドを使用したオペレーター トレーニングも提供しています。{0}研修生はユニットを起動し、製品の純度を調整し、模擬アラームを処理します。

 

小規模な極低温空気分離ユニットが、モジュラー設計による大規模プラントの効率に匹敵するようになりました。- Shenger Gas では、工場でテスト済みのコールド ボックスと調整済みの制御装置を備えたこれらのユニットを世界中で設計、構築、試運転しています。-{4}}サイト固有のシミュレーションと保証されたパフォーマンス データについては、お問い合わせください。-

 

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