Oxígeno criogénico ASU

Tipos de unidades de separación de aire (ASU) criogénicas de oxígeno

Las unidades de separación de aire criogénicas de oxígeno (ASU) proporcionan oxígeno de alta pureza mediante un proceso llamado destilación fraccionada de aire líquido. Son instalaciones de gran escala industrial que pueden ofrecer cantidades sustanciales de oxígeno. El componente principal de la unidad de separación de aire criogénica es un sistema de destilación de doble columna.

Según la demanda y las aplicaciones, existen diferentes tipos de plantas de generación de oxígeno criogénico:

• Unidad de destilación criogénica: Una unidad de destilación criogénica es la tecnología estándar de separación de aire. El proceso comienza con el enfriamiento del aire a presiones más altas hasta que se licúa. Luego, a través de la destilación fraccionada, los componentes se separan. El nitrógeno, que tiene un punto de ebullición más bajo que el oxígeno, se evapora primero. El oxígeno se recolecta más tarde. Una unidad de destilación criogénica puede producir grandes cantidades de oxígeno con alta pureza.
• Unidad de destilación de doble columna: La ASU de doble columna de oxígeno es un diseño estándar para la producción a gran escala. La ASU de doble columna funciona de manera similar a una ASU de una sola columna, pero tiene dos columnas de destilación. En la primera columna, se separa el nitrógeno y en la segunda columna, se separa el oxígeno. El diseño de doble columna mejora la flexibilidad y la eficiencia. Al ajustar la operación de las dos columnas, es posible satisfacer diferentes demandas de producción y lograr una alta eficiencia de separación. La unidad de destilación de doble columna puede proporcionar un suministro estable de gases para fines industriales y médicos.
• Unidades de separación de aire de columna de presión baja-alta: La ASU de columna de presión baja-alta son sistemas desarrollados para optimizar el consumo de energía en la separación de aire. Una ASU de columna de presión baja-alta funciona separando el aire a baja presión en la primera columna y luego a alta presión en la segunda columna. Este método utiliza menos energía en la destilación del aire. Al mismo tiempo, mantiene una alta eficiencia de separación. Las ASU de columna de presión baja-alta son adecuadas para industrias que requieren un suministro continuo de gas y alta precisión de separación.
• Unidades de separación de aire criogénicas de una sola columna: Las ASU criogénicas de una sola columna son sistemas de separación simplificados que son fáciles de operar y mantener. Una ASU criogénica de una sola columna funciona enfriando el aire a altas presiones para separar el oxígeno directamente de una sola columna de destilación. Las ASU criogénicas de una sola columna son instalaciones de producción a pequeña escala adecuadas para pequeñas y medianas empresas. Sus costos de inversión son más bajos que los de las ASU a gran escala, y pueden responder rápidamente a las necesidades de los clientes cercanos.

Especificación y mantenimiento de las ASU criogénicas de oxígeno

Las especificaciones de la unidad de separación de aire criogénica de oxígeno varían según la aplicación, la capacidad y el diseño. Estos son algunos ejemplos de las especificaciones generales y sus descripciones.

• Capacidad de producción

  Esto se refiere a la cantidad de oxígeno que la unidad puede producir dentro de un período de tiempo específico. Por lo general, se indica en metros cúbicos por hora o toneladas por día. La capacidad de la ASU generalmente varía de unos pocos cientos a varios miles de metros cúbicos por hora, dependiendo de la demanda industrial.

• Pureza del oxígeno

  La ASU separa los gases del aire, como el nitrógeno y el argón. El objetivo principal es garantizar que el oxígeno producido alcance el nivel más alto posible. La pureza se indica como un porcentaje y, normalmente, una unidad de separación de aire está diseñada para producir oxígeno con una pureza del 90% al 99,5%.

• Tipos de productos

  Hay unidades de separación de aire criogénicas disponibles que pueden producir oxígeno gaseoso u oxígeno líquido. El oxígeno gaseoso se refiere al oxígeno extraído de la unidad, almacenado y transportado en tanques presurizados. Por el contrario, el oxígeno líquido está en tanques criogénicos a temperaturas muy bajas.

• Rango de temperatura

  La ASU opera a temperaturas extremadamente bajas. Por ejemplo, la temperatura de la columna de destilación puede oscilar entre -200 °C y -180 °C para garantizar que los gases oxígeno, nitrógeno y argón se condensen y separen con precisión del aire a estas bajas temperaturas.

• Sistema de control

  La ASU tiene que tener un mecanismo de control completo para un funcionamiento sin problemas. Este sistema monitorea el rendimiento de la unidad controlando parámetros como la temperatura, la presión, el caudal, etc. Además, el sistema regula la ASU para que estabilice la separación y los procesos de gas y asegure la seguridad.

El mantenimiento adecuado de la ASU criogénica de oxígeno garantiza una vida útil más larga del equipo, un rendimiento óptimo y seguridad. Estos son algunos consejos sobre los métodos generales de mantenimiento de la ASU:

• Inspección regular

  Los usuarios deben establecer un cronograma de inspección rutinaria de la unidad y asegurarse de que se cumplan estrictamente. Durante el proceso de inspección, los usuarios deben verificar partes cruciales como válvulas, tuberías, manómetros y sensores de temperatura y asegurarse de que funcionen correctamente y sean seguras. Es importante que presten atención a los signos de posibles fugas de gas y las aborden de inmediato. A través de inspecciones visuales regulares, se pueden detectar y resolver los cambios en la apariencia o las formas del dispositivo para mantener la seguridad y la efectividad operativa del dispositivo.

• Piezas de repuesto

  Los usuarios deben conocer la vida útil del dispositivo y establecer un recordatorio de mantenimiento razonable para él de acuerdo con las características de uso. Deben reemplazar la ASU con piezas que estén envejecidas o dañadas. Esto previene posibles peligros o degradación del rendimiento. Los usuarios deben elegir las organizaciones adecuadas para mantener y reemplazar los gases criogénicos complementarios para la unidad de separación de oxígeno. Esto ayuda a garantizar que las ASU se mantengan correctamente y que sus piezas de repuesto sean de alta calidad.

• Limpio

  Los usuarios deben mantener la ASU limpia y eliminar cualquier contaminante o residuo. Esto ayuda a prevenir el bloqueo de los flujos de gas y permite que el equipo de intercambio de calor funcione perfectamente. Deben tener en cuenta la limpieza de los elementos filtrantes y la pureza de los sistemas de suministro de oxígeno, las tuberías y los contenedores. Esto evita los riesgos de que las impurezas dañen el equipo o contaminen el gas de salida.

Usos de la ASU criogénica de oxígeno

Una ASU criogénica de oxígeno es una máquina indispensable en industrias donde el oxígeno puro es esencial. Estas son algunas aplicaciones comunes donde se utilizan las ASU criogénicas de oxígeno:

• Industrias del hierro y el acero

  En la industria del hierro y el acero, una ASU criogénica de oxígeno se utiliza para suministrar oxígeno para la combustión enriquecida con oxígeno en altos hornos y OBMs. Gracias al oxígeno de alta pureza de la ASU de oxígeno, se puede ahorrar combustible, se puede aumentar la tasa de utilización del hierro y se puede mejorar la eficiencia de producción del acero.

• Industria química

  Una ASU criogénica de oxígeno se utiliza en la industria química para la producción de productos químicos orgánicos, ácido fosfórico, acetileno y otros productos químicos.

• Médico y sanitario

  En los campos médico y sanitario, una ASU criogénica de oxígeno puede utilizarse para proporcionar un suministro estable de oxígeno médico. El oxígeno médico puede introducirse directamente en el sistema de tuberías de oxígeno del hospital a través de un generador criogénico de oxígeno médico, o se pueden llenar cilindros portátiles de oxígeno médico.

• Corte y soldadura de metales

  En los campos del corte y la soldadura de metales, la ASU criogénica de oxígeno es el generador de fuente de oxígeno para máquinas portátiles de corte de oxígeno, máquinas de soldadura con protección de gas, máquinas de corte por llama y otros equipos. El oxígeno industrial estándar se puede utilizar directamente para el corte y la soldadura de metales, eliminando la necesidad de comprar cilindros de oxígeno.

• Acuicultura

  Una piscifactoría puede utilizar una ASU criogénica de oxígeno para generar oxígeno. Este oxígeno generado se utiliza luego para aumentar el contenido de oxígeno disuelto del agua, mejorando así la tasa de crecimiento de los peces y reduciendo la tasa de mortalidad de los peces.

Cómo elegir la ASU criogénica de oxígeno

Al elegir un sistema de ASU criogénica de oxígeno, hay varios factores importantes a considerar para garantizar que la unidad seleccionada sea apropiada para la aplicación prevista y proporcione un rendimiento eficiente.

• Capacidad y caudal

  Los sistemas ASU vienen en diferentes tamaños, por lo que es importante estimar las necesidades de oxígeno y elegir una unidad que proporcione un suministro constante. Preste atención a la cantidad de aire que la unidad puede procesar en un tiempo determinado. Asegúrese de que el sistema pueda satisfacer las demandas actuales y permita cierto crecimiento en el futuro.

• Requisitos de pureza

  El objetivo principal de una ASU es extraer oxígeno del aire. Sin embargo, el nivel de pureza necesario puede diferir según el uso. Las aplicaciones médicas requieren oxígeno con una pureza mínima del 99,5%. Los usos industriales pueden funcionar con oxígeno que tiene un 95% de pureza. Considere qué nivel de pureza es esencial para la aplicación específica para seleccionar la ASU correcta.

• Eficiencia energética

  La ASU consumirá energía para separar y licuar el oxígeno. Es importante elegir un modelo que utilice energía de manera eficiente. Busque características como técnicas de destilación avanzadas y bajo consumo de energía para ayudar a reducir los costos operativos con el tiempo.

• Seguridad y cumplimiento

  Al elegir una ASU de oxígeno, es importante pensar en las características de seguridad y si la unidad cumple con las regulaciones establecidas por las autoridades. Verifique si la planta tiene elementos de seguridad incorporados, como alarmas y apagados automáticos, para evitar peligros. Confirme que la ASU cumple con las normas y directrices internacionales para proporcionar seguridad y fiabilidad. Cumplir con las normas puede reducir el riesgo de problemas legales o sanciones, por lo que es fundamental priorizar los dispositivos que sean seguros y se adhieran a las regulaciones definidas.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué tipo de ASU es preferible para una empresa que necesita una cantidad pequeña/mediana de oxígeno?

A1: Una ASU modular criogénica o no criogénica debería satisfacer los requisitos de una empresa que necesita un suministro de oxígeno de pequeño a mediano.

P2: ¿Cómo se desarrollan los productos en una unidad de separación de aire criogénica?

A2: Las industrias farmacéutica, alimentaria y de bebidas, de fabricación de metales y de producción química están respaldadas por unidades de separación de aire criogénicas que producen oxígeno, nitrógeno y argón.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre una unidad de separación de aire criogénica y no criogénica?

A3: Utilizando una columna de destilación, las unidades de separación de aire criogénicas extraen gases en función de sus puntos de ebullición. El aire se filtra y se comprime en unidades de separación de aire no criogénicas, donde se utilizan materiales adsorbentes o membranas para separar gases específicos.