どの大規模産業プロジェクトに極低温空気分離が必要か - 知識

産業用ガス機器セクターでは、ガス供給システムの需要は業界によって大きく異なります。初期投資を優先するプロジェクトもあれば、長期的な運用コストを重視するプロジェクトもあります。-ただし、大規模な連続生産施設では、多くの場合、ガス源の安定性、純度を制御する能力、将来の拡張の可能性が装置自体よりも重要です。

Shenger Gas 社は、長年産業用ガス機器の製造に注力してきましたが、システム設計やプロジェクトの議論の際に、お客様から同じ質問に頻繁に遭遇します。「どのような種類の産業プロジェクトが極低温空気分離装置 (ASU) に適しているのですか?」

技術原理から現実世界の運用上のマッチングに至るまで、極低温 ASU はあらゆるガス用途に適しているわけではありません。{0}しかし、高流量、連続運転、高純度を必要とする産業システムでは、多くの場合、明確で包括的な利点が得られます。

この記事では、産業用途の特性に基づいて、どの大規模ガス供給プロジェクトが極低温 ASU に適しているかを体系的に分析し、企業がガス供給ソリューションを選択する際に考慮すべき重要な要素に焦点を当てます。{0}

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極低温空気分離装置 (ASU) とは何ですか?

極低温空気分離ユニットは、空気圧縮、精製、熱交換、エキスパンダーベースの冷凍、極低温蒸留などのプロセスを通じて、酸素、窒素、アルゴンなどの空気成分を分離する完全なシステムです。{0}{{1}

通常、中心動作温度は -170 度から -190 度に達し、二塔蒸留システムによるさまざまなガス成分の安定した分離が可能になります。-。標準的な PSA 酸素発生装置や膜分離システムと比較した極低温 ASU の主な利点は、単に「温度が低い」だけではなく、高流量の連続運転条件下で変動の少ない高純度の多成分の工業用ガスを供給できる能力です。{6}}

産業的な観点から見ると、極低温 ASU は本質的に「長期、大規模、24 時間 365 日の連続ガス供給」に適したソリューションです。{0}{0}{1}{1}

大規模な-製鋼および製錬プロジェクト

すべての産業用途の中で、鉄鋼産業は依然として極低温 ASU にとって最も典型的かつ成熟した分野の 1 つです。

現代の鉄鋼生産には、-高炉の酸素富化、塩基性酸素炉 (BOF) 製鋼、または電気アーク炉 (EAF) 製錬のいずれであっても-、酸素供給に対して非常に特殊な需要がいくつかあります。

非常に高いガス量の要件
長い連続使用時間
高い酸素純度の要件
システムの安定性に対する非常に高い要求

大規模な製鉄所では通常、数万から数十万 Nm3/h の酸素供給能力が必要であり、多くの場合、保護、パージ、連続鋳造システムのために高純度窒素が使用されます。{0}

小規模から中規模の PSA システムを複数使用すると、多数のユニットが必要になるだけでなく、時間の経過とともにメンテナンスコストも大幅に増加します。対照的に、極低温 ASU は、単一の大容量ユニットを通じて酸素、窒素、さらにはアルゴンを同時に出力することができ、大規模製鉄所の長期的なエネルギー効率目標に合わせながらプロセスの安定性を確保します。-年間生産量が 100 万トンを超える鉄鋼プロジェクトでは、極低温 ASU が業界標準になっています。

石炭化学および石油化学プロジェクト

石炭化学および石油化学産業も、極低温 ASU に大きく依存している分野です。

石炭-から-、石炭-から-オレフィン、合成アンモニア、または精製水素化プロセスのいずれにおいても、酸素と窒素は多くの場合、コア反応ストリームで直接的な役割を果たします。これらのプロジェクトは通常、次の特徴を共有します。

ガスの供給を中断することはできません
高いガス圧要件
年間を通じて継続的な生産による長い稼働サイクル-
純度変動に対する高い感度

特に大規模ガス化装置には、酸素流量と純度の安定性に対して非常に厳しい要件があります。たとえ短期間の変動であっても、生産ライン全体の熱バランスに影響を与える可能性があります。-

極低温 ASU は低温蒸留を使用するため、製品の純度がより安定します。{0}さらに、液体酸素の内部圧縮を介して高圧酸素を直接供給できるため、下流の圧縮エネルギーが削減されます。-したがって、大規模な石炭化学プロジェクトでは明らかな利点があります。

非鉄金属製錬プロジェクト-

銅、鉛、亜鉛、ニッケルなどの-非鉄金属の製錬-も極低温 ASU の重要な応用分野です。-

酸素富化製錬プロセスでは、安定した高純度の酸素により燃焼効率が大幅に向上し、製錬サイクルが短縮され、特定のエネルギー消費が削減されます。-

大規模な製錬所の場合、酸素供給システムは高流量を提供するだけでなく、以下の機能も提供する必要があります。

長期にわたる安定した運用-
負荷変動への対応力
複数のプロセスステージへの同時ガス供給

極低温 ASU は、このような継続的な高負荷条件下でより確実に動作します。{0}}さらに、関連する窒素システムは、機器のメンテナンス中の保護、パージ、安全隔離に使用できます。年間を通じて中断のない生産を必要とする製錬会社にとって、極低温システムの全体的な運用価値は、通常、短サイクルのガス生成装置よりもはるかに高くなります。-

新エネルギー材料および太陽光発電（PV）製造プロジェクト

新エネルギー産業の急速な成長に伴い、リチウム電池材料、太陽光発電シリコン材料、半導体製造などの分野における高純度工業用ガスの需要が着実に増加しています。{0}

これらの産業におけるサイトごとの酸素消費量は製鉄ほど大量ではないかもしれませんが、ガス品質に対してより厳しい要件が課されます。

通常、99.999% の窒素純度が必要です
ガス供給の変動が極めて少ない
油、水、粒子による汚染がないこと
システムは 24 時間 365 日の安定した運用をサポートする必要があります

極低温 ASU は、高純度窒素の供給において当然の利点を備えているため、大規模な PV 基地、半導体パーク、新素材工業パークでの集中ガス供給モデルに特に適しています。{0}複数の分散型窒素発生装置と比較して、集中極低温ガス供給により、より優れた純度制御、運用の一貫性、および将来の拡張性が実現します。

大規模化学工業団地におけるガス集中供給プロジェクト

近年、集中ガス供給モデルを採用する工業団地が増えています。

このモデルでは、1 つの大きなガスハブが複数の工場にサービスを提供し、酸素、窒素、アルゴン、さらには液体製品を供給する必要があります。このようなプロジェクトは通常、次のようないくつかの課題に直面します。

多様なユーザー要件
ピークガス需要の大きな変動
複数のガスタイプが必要
将来の拡張が明らかに必要である

極低温 ASU は多成分分離機能を備えているため、公園レベルの集中ガス供給に非常に適しています。-液体貯蔵、バックアップシステム、インテリジェントな制御を適切に構成することで、複数のユーザーへの長期安定したガス供給をサポートできます。- ROI の観点から見ると、ガス需要が拡大するにつれて、極低温 ASU のガス生産単位コストの競争力が高まる傾向にあります。