Wadajirka Kala Dhexaadka Gaas ee Juqurta: Xisaabta iyo Waaqfa

Sida Juqurta Qayboodii kala bixinta habeenka Xisaabta: Xisaabta Kala Dhexaadka Juqurta

Juqurta iyo Kala Dhexaadka Qiyaaska Dheerka Boilinta: Kala Dhexaadka Niytrojin, Oksijin, iyo Aargoon

Caabaha distillashada cryogenic waxay shaqeyn doonaan sida ay ku kala duwan yihiin nitrogen, oksijin, iyo argon oo la eegayo si ay ku kala duwan yihiin booyamada ay ku leedahay gacmo ka mid ah. Marka hore, arrimaha caadiga ah ayaa loo guurayaa ilaa 6 bar pressure, kadibna ayaa loo qariyaa ilaa -175 degree Celsius, taasoo ka dhigan yahay inay ugu dhoweeyaan ilaa xumo la xidhiidhka. Marka laga baxo, nitrogen ayaa markii hore ugu baxaa booyamada -195.8 degree Celsius, kadibna argon ayaa baxaa -185.9 degree Celsius, oo oksijinka ayaa ka dambeeyaa -183 degree Celsius. Waa jiril 13 degree oo muhiim ah ee ku jira booyamada nitrogen iyo oksijin, taasoo ka dhigan yahay in ay ku kala duwan yihiin tiro badan oo aad ugu fududaysan karaan distillashada. Sidaas darteed, caabaha soo socda Qayboodii kala bixinta habeenka (ASUs) waa inay ugu fududaysan karaan oksijin iyo nitrogen oo leh xumo 99.5% ama ka badan, waana inay ku xidhiidhan karaan argon 95% ama ka badan ee ku jira caabaha.

Maxaa yeelay Arrimaha Xumo Waa Caabaha Ugu Muhiimahaad Ah — Thermodynamics iyo Ku xidhiidhka Energi

Hawa caadiga ah waxay u leedahay shaqo la xiriira kala duwan ee ASU, ma aha mid ka badan oo ku saabsan inay noqon doonaan mid caadiga ah, laakiinse sababta uu ugu jiro qaybka termoodaaynamiikada. Marka aan hawa caadiga ah u dhigno, waxaan ku dhisnay 700 mara ka yar, taas oo waxaa lagu sameeyaa inaan ku wareejiyo goob ka yar, ku wareejiyo joolka si fiican, iyo ku dhaqaaqdo qaybaha distilashanka. Haa yeelay, ku dhisirka waxay leedahay enerjii badan, laakiin nidaamka saxda ah ayaa la sameeyay inay ku dhaqaaqdo joolka qaladka ku jira warshooyinka hawa caadiga ah iyo niitrojeen. Tani wuxuu ku caawinayaa inaan ku dhaqaaqdo heshiiska enerjii ee dhammaan ee 30% ilaa 40%. Sababtoo ah, distilashanka quruumaha ayaa ku soo baxay inay noqon doonaan habka ugu guulaysan ee ku saabsan shirkadaha weyn ee ka badan 100 tonne /maalin, sababtoo ah habkii kale sida membranada ama PSA ma leedahay inay ku barakooban isku daynka ama qaabka qaladka loo baahan yahay. Eeg tani sidaan: warshooyinka ay ku sameeyaan 5,000Nm³/h oo oksijiin ayaa ku dhaqaaqdo goobka ½ acre, taas oo lama iyo in la sameeyo habkii kale.

Qaybaha Muhiimka ah ee Wadajinta Hafan

Ku dhaqan iyo Ku saabsi: Ka saabsiga CO₂, Biyaha, iyo Hydrocarbons si ay ugu hortagto inay ku dhaqan karaan

Wadajintii Hafan (ASUs) waxa uu bilaabmaa ku dhaqan hafan ka mid ah dhulka oo ku dhaqanaya ~150 psia (≈10 bar), taasoo ku dhaqanaya qalabta isku daynta ee ka dambe. Hafankan oo ku dhaqanaya wuxuu kaga baxaa mararka badan oo ku saabsi oo la sameeyay si ay ugu saabsato xarashooyin oo ku dhaqan karaan ama ku dhaqan karaan marka la gudbinayo qalabta caadi ah:

• Badeecada Xarafka ka saabsiga dhulka iyo xarashooyinka mekaanikada
• Filtriyada ku dhaqan kara ka saabsiga aerosolka silaanka ku dhaqan kara ee ku dhaqan kara
• Beddii ku saabsi oo leh alumina ku dhaqan kara iyo zeolites oo ku saabsiya biyaha iyo CO₂

Tani oo la sameeyay mararka badan waxa uu ugu hortagta inay ku dhaqan karaan marka la gudbinayo heat exchangers iyo ka saabsiga ku dhaqan kara ee acetylene—waxaana loo yaqaan inuu noqdo xaalad aad ugu horreeya inay ku dhaqan karaan marka la gudbinayo oksijin. Ku saabsiga saxda ah waxa uu ku dhaqan karaa beddii ku saabsi oo ka badan 30–40%, taasoo ku dhaqan karaa xisbiyada ka badan ee ku dhaqan kara.

Ku dhaqan, Ku furan, iyo Ku qaybisan: Ka horeeya Hafan Gaseous ilaa Waxyaalaha Caadi ah ee Liqida

Marka la saariyo, haawaaya ku soo galiya qaybta cryogenic, taasoo ka guurinaya ~°185°C kuna xidhiidha qaybta aluminiam ee leh fannuursi (plate-fin) oo la xidhiidho karaa (counterflow heat exchange). Qayb ka mid ah waxaa la guurinaya si cadad ah thurbin, oo isticmaalaya effektiga Joule-Thomson inuu sameeyo guurinta jiritaanka. Tirooyinka laga helo ee laba qayb (two-phase mixture) wuxuu ku soo galiyaa qaybta distillation ee laba saran (dual-column distillation system):

Dhamaan guurinta iyo guurinta mararka badan waxay qaybtaan tirooyinka si cadad ah. Guurinta enerjiyada marka la guurinayo waxay ku guurinayaan 65–75% ee enerjiyada compressa—taasoo ka dhigan karaa inay noqdaan si toos ah iyo si loogu talagaloo karo.

Qaybaha Muhiimka ah ee Istiyaalaha Qaybta Haawaaya (Air Separation Units)

Talada Istaagga Kooxda Sare: Ujeedada Dheerka, Ujeedada Kiimiyaadda, iyo Ujeedada Kuwa La Guurinayo oo leh Oksijin iyo Nitroojin (gaseous and liquid)

Wadajirka Kala Bixinimaha Hawa (ASUs) ayaa si degdeg ah ugu soo celiyaa oksijiin iyo nitrojiin ee ku jira halkee iyo xoolo ee ku jira qaybaha muhiimka ah ee ujeedada ugu badan ee ku jira horumarinta. Tusaale ahaan, horumarinta dhulka. Marka horumarayaasha ku guurtaan oksijiin si degdeg ah ku guurtaan kooxaha dhexdooda ama kooxaha oksijiin baasik ee dhexdooda, waxay heli kartaa dhammaan ku saabsan oo ka weyn. Tana wuxuu ugu yaraan isticmaal-ka kokii 20 ilaa 30 boqolkiiba, sidoo kale wuxuu ugu yaraan eebiyaha karbon di-oksaid ee ku jira tonka dhulka horumaray. Boqolka kiimiyaad ee u baahanaya inay la kulmayso inay la kulmayso oksijiin, nitrojiin xoolo wuxuu leeyahay ujeed fudud. U jeedka oksaydiin ee ethilin wuxuu noqon karaa tusaale, sababtoo ah isku darada yar ka yar ee oksijiin wuu leeyahay inay uga dhaqaaqdo dhammaan ku saabsan oo ka weyn. Wadajirka ayaa ku xushnaan kumaan marka ay isticmaalaan oksijiin oo ka weyn 99.5% ama ka weyn. Tani wuxuu ka caawisaa dhammaan ku saabsan ee ku jira kataliik ee ku dhaqaaqdo iyo ka caawisaa dhammaan ku saabsan ee ku jira hidro-desulfurization, laakiin ma ay uga dhaqaaqdo in kataliistaha ay uga dhaqaaqdo mararka. Faaiidada xoolo ee ku jira waa ka yar marka ay la sameeyo dhammaan ku saabsan. Sababtoo ah xoolo wuxuu ku jiraa nafteeda ka weyn oo ku jira goob badan, iyo faaiidooyin badan oo ku saabsan oo ku jira dhaqanka, shirkadda oo ku dhaqaaqdo ASUs ee ku jira horumarinta waxay ugu yaraan xasaaraha soo celinta 40 boqolkiiba, ka dib marka ay isticmaalaan kooxaha si degdeg ah.

Waaqyaha Caadiga ah ee Xagga Sare: Oksijin Caadiga ah, Istaarinta Hagaagta Dibadda, iyo Ujeedka Qoobka Isku Darro

Qaybaha ku farxan karaa gacmo waxay sameeyaan ka badan oo ay ugu yar tahay inay sameeyaan qaybaha weyn ee gacmo. Waxay bixisaa gacmaha caadi ah ee la xiriira wixii ugu muhiimsan ee la isticmaalaa. Tusaale ahaan, oksijiin ee la isticmaalo dukaamada waa inuu yahay 99.5% caadi ah iyadoo la eegayo qiyaasaha USP/EP, taasoo ugu muhiimsan yahay si loo isticmaalo dadka oo leh xoolooyin oo la isticmaalo ama dadka oo ku jira qaybaha caafimaadka ugu weyn. Dheeriyadda ayaa ka dhacay 25% markii ugu dambeeyo ee dhaqanka dukaamada. Qaybaha cuntoosna waxay isticmaalaan sifatada niitrojiinka. Marka cuntoosu ayaa lagu dhisay qaybaha caafimaadka (MAP), niitrojiinku wuxuu ku xoojin doonaa xoolooyinka iyadoo la isku dayo oxidaasiyoonka iyo dhaqabka micribiyaal. Tani wuxuu ku saameyn doonaa qaabka la isticmaalo iyo ku xoojin doonaa xoolooyinka 30% ee cuntooska ee la isticmaalo qaybaha caafimaadka. Kadibna waxaa jira qaybaha ku farxan karaa semikondaktoor, taasoo ka badan oo ay ugu yar tahay. Si loo isticmaalo qaybahaas, niitrojiinku waa inuu noqdo 99.999% caadi ah (oo la yaqaan 5N caadi ah) iyo xoolooyinka oksijiin waa inay ka yar tahay 1 qayb ka mid ah millyoon. Qaybaha ku farxan karaa cryogenic waa laga heli karaa si loo isticmaalo tani, taasoo ugu muhiimsan yahay marka la sameeyo qaybaha silikon ee la xiriira.

Qaab iyo Siyaasadda Dib u eegta Kooraha Hore ee Qalabka Kala Bixinaya Hawa

ASU-yada maanta waxaa loo dhisay inay si joogto ah u shaqeeyaan xitaa marka ay wax adag ku dhacaan deegaannada warshadaha. Nidaamyada waxay leeyihiin kombaresarada gurmadka iyo nidaamyada xakamaynta ee gaarka ah ee xajisa tiirarada qabow ee heerkulka sare ee ku dhow + ama -5 digrii celcius. Xasiloonida heerkulka ayaa muhiim ah sababtoo ah waxay xaqiijineysaa in habka kala-soocidda uu si sax ah u shaqeeyo, alaabada kama dambaysta ahna ay nadiif yihiin. Dhismaha xoogga, soo saarayaashu waxay isticmaalaan taangiyada laba lakabka ah ee leh karantiil vacuum ah oo laga sameeyay birta si gaar ah loo sameeyay oo aan jebin ama u daadan xitaa heerkulka -196 digrii. Marka ay timaado keydinta tamarta, ASU-yada casriga ah waxay dib u isticmaalaan kuleylka qaybaha isku-darka, iyagoo yareynaya baahida korontada qiyaastii 15 ilaa 20 boqolkiiba marka loo eego moodooyinka hore. Cilmi baaris lagu daabacay joornaalada sida joornaalka "Journal of Cleaner Production" ayaa xaqiijinaya. Muuqaal kale oo caqli badan waa naqshadeynta modular, taas oo u oggolaanaysa warshadaha inay kordhiyaan awoodooda tallaabo tallaabo iyo beddelaan qaybaha iyagoo wali shaqeynaya. Dhammaan doorashooyinkan injineernimada ah ee la tixgeliyo waxay keenaan qiyaastii 99.6% waqtiga shaqada, taas oo macnaheedu yahay in isbitaalada, warshadaha semiconductor, iyo xarumaha kale ee muhiimka ah ay ku kalsoonaan karaan sahay joogto ah oo ah nitrogen dareere ah, oksijiin

Dhibaatooyinka soo galay

• Sida kuwa ugu yar ee ku soo saarayn kuu sameyn doontaa?
  Ku soo saarayn kuu yar ee ku sameyn doontaa sida ugu yar ee ay qofka ku soo saarayn doontaa hawo oo la xidhiidhaa, kadibna ku soo saarayn doontaa gacmooyin kuwa ka mid ah sida kuwa ugu yar ee ay ku soo saarayn doontaa boodhka kuwa ugu yar ee ay ku soo saarayn doontaa.
• Waa maxay isticmaalada iyo qaybaha ugu badan ee gacmooyinka la xidhiidhaa ASU?
  Gacmooyinka la xidhiidhaa waa la isticmaalaa fooma ka dhigga, ku soo saarayn kimiyaal, ku soo saarayn, caafimaad, ku soo saarayn kala duwan ee hawo, iyo ku soo saarayn ee semikondaktoor.
• Waa maxay muhiimadda qaybaha la xidhiidhaa ASU ee dhan?
  Qaybaha la xidhiidhaa waa la isticmaalaa si loo guurto qaybaha la xidhiidhaa iyo ku soo saarayn kala duwan ee qaybaha la xidhiidhaa ilaa markii la jirto, waxaana ku sameyn doontaa fiican iyo xaqiijinta.
• Waa maxay muhiimadda xaqiijinta oksijiin ee isticmaalada iyo qaybaha la xidhiidhaa?
  Xaqiijinta oksijiin weyn waa muhiim ah si loo sameyn doonto qaybaha la xidhiidhaa oo ku soo saarayn doontaa iyo in la isku dayo qaybaha la xidhiidhaa ee ku soo saarayn doontaa.
• Waa maxay gacmooyinka ugu badan ee la soo saarayn doontaa? Qayboodii kala bixinta habeenka (ASU)?
  Nitrojin, oksijin, iyo aargoon waa gaasaha ugu sarreeya ee la kala qaybinayo ASU-yo.