واحد ASU

واحد جداسازی هوا (Air Separation Unit)

واحد جداسازی هوا (Air Separation Unit) یا واحد ASU، یک تاسیسات صنعتی است که برای جداسازی اجزای مختلف هوا (یعنی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و در موارد خاص، گازهای نادر دیگر مانند زنون) از یکدیگر به کار می‌رود. این واحدها نقش بسیار مهمی در صنایع مختلف از جمله فولادسازی، پتروشیمی، پزشکی و الکترونیک ایفا می‌کنند.

رایج ترین روش برای جداسازی هوا ، تقطیر جز به جز (تبرید) می باشد. واحدهای کرایوژنیک جداسازی هوا  (واحد ASU) برای تولید نیتروژن یا اکسیژن ساخته شده اند و آرگون و گازهای دیگر را به صورت محصول جانبی تولید می کنند. روشهای دیگر مانند جذب سطحی، جداسازی غشایی و فرایند شیمیایی به صورت تجاری برای جداسازی یک جز خاص از هوا استفاده می شود.

با استفاده از این روش می‌توان هوا را منبع مناسبی برای تولید صنعتی نیتروژن و اکسیژن دانست. در ادامه همه مراحل این فرایند را به طور مفصل توضیح خواهیم داد.

معرفی واحد ASU

در صورت نیاز به کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با واحد جداسازی هوا و یا در صورت نیاز به راه اندازی واحدهای ASU می توانید با شرکت توسعه تجارت فرجاد تماس حاصل نموده و از خدمات مشاوره رایگان کارشناسان استفاده نمایید.

تلفن همراه : 09136432383 _ تلفن ثابت : 03133808270

انواع واحد های جداسازی هوا (ASU)

واحد های ASU بزرگ

این واحدها ظرفیت تولید بسیار بالایی دارند و معمولاً در صنایع بزرگ مانند فولادسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

واحد های ASU متوسط

این واحدها ظرفیت تولید متوسطی دارند و در صنایع پتروشیمی و صنایع شیمیایی به کار می‌روند.

واحد های ASU کوچک

این واحدها ظرفیت تولید کمی دارند و در صنایع پزشکی و آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه کار واحد ASU

نحوه کار واحد ASU

واحد جداسازی هوا (واحد ASU) با استفاده از فرایندهای فیزیکی و شیمیایی، هوا را به اجزای تشکیل‌دهنده‌اش (مانند نیتروژن، اکسیژن و آرگون) تفکیک می‌کند. ابتدا هوای محیط توسط کمپرسورهای صنعتی فشرده می‌شود و سپس ناخالصی‌هایی مانند بخار آب و دی‌اکسید کربن از آن حذف می‌شود. در مرحله بعد، هوای تصفیه‌شده به مبدل‌های حرارتی وارد شده و به دماهای بسیار پایین (زیر -170 درجه سانتی‌گراد) خنک می‌شود تا به حالت مایع درآید. این مایع در برج تقطیر بر اساس نقاط جوش مختلف اجزا، به گازهای جداگانه تفکیک می‌شود.

در برج تقطیر، نیتروژن که پایین‌ترین نقطه جوش را دارد در بالای برج جمع می‌شود، در حالی که اکسیژن و آرگون در قسمت‌های پایینی قرار می‌گیرند. آرگون معمولاً برای خلوص بیشتر به برج‌های تقطیر اضافی منتقل می‌شود. گازهای جدا شده پس از خروج از برج، در حالت مایع یا گاز ذخیره‌سازی می‌شوند یا برای مصارف صنعتی و پزشکی آماده‌سازی می‌گردند. این فرایند با به‌کارگیری مبدل‌های حرارتی برای بازیافت انرژی، بسیار کارآمد و اقتصادی انجام می‌شود.

تجهیزات کلیدی در واحد جداسازی هوا (Air Separation Unit)

کمپرسور هوا:

  • وظیفه فشرده‌سازی هوای محیط را بر عهده دارد.
  • معمولاً از کمپرسورهای سانتریفیوژ یا اسکرو استفاده می‌شود.

سیستم خنک‌کننده:

شامل مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های تبرید برای خنک‌سازی تدریجی هوا تا دماهای کرایوژنیک.

برج تقطیر دوگانه:

دارای دو بخش فشار بالا و فشار پایین برای بهبود راندمان تفکیک.

جاذب‌های شیمیایی:

برای حذف رطوبت و CO₂.

پمپ‌های کرایوژنیک:

برای انتقال مایعات جداسازی شده مانند اکسیژن مایع و نیتروژن مایع.

different areas air separation unit

نشت‌یابی در واحد ASU

در واحد‌های ASU (واحد جداسازی هوا)، نشت‌یابی یک کار بسیار مهم است، چون هرگونه نشتی می‌تواند باعث کاهش راندمان واحد، افزایش هزینه‌ها و حتی خطرات ایمنی شود. در اینجا به طور خلاصه توضیح می‌دهم که نشت‌یابی در کدام قسمت‌ها انجام می‌شود و چرا مهم است:

۱. لوله‌های عایق وکیوم:

  • برخی از لوله‌ها در واحد ASU به دلیل انتقال گازهای سرد (کرایوژنیک) به عایق‌بندی وکیوم مجهز هستند. این عایق‌بندی از اتلاف انرژی و یخ‌زدگی لوله‌ها جلوگیری می‌کند.

  • نشت‌یابی: قبل از راه‌اندازی واحد، باید بررسی شود که آیا وکیوم این لوله‌ها سالم است یا نه. اگر وکیوم از بین رفته باشد، لوله‌ها کارایی خود را از دست می‌دهند. همچنین، لوله‌ها باید کاملاً خشک باشند تا از تشکیل یخ یا رطوبت جلوگیری شود.

2. توربواکسپندرها (Turboexpanders):

  • توربواکسپندرها تجهیزاتی هستند که با انبساط گاز، انرژی مکانیکی تولید می‌کنند و در خنک‌سازی گازها نقش کلیدی دارند.

  • نشت‌یابی: بر اساس استاندارد API 617، این تجهیزات نیز باید با روش نشت‌یابی هلیومی بررسی شوند تا از عدم وجود نشتی اطمینان حاصل شود.

3. کلدباکس (Cold Box):

کلدباکس محفظه‌ای است که تجهیزات اصلی جداسازی هوا در آن قرار دارد. داخل کلدباکس، این تجهیزات نیاز به نشت‌یابی دارند:

الف) مبدل‌های حرارتی (BAHX):

  • این مبدل‌ها برای تبادل حرارت بین گازها در دمای بسیار پایین استفاده می‌شوند.

  • نشت‌یابی: بر اساس استانداردهای API 668 و ALPEMA، باید از روش نشت‌یابی هلیومی برای بررسی نشتی در این مبدل‌ها استفاده شود. اگر نشتی وجود داشته باشد، راندمان واحد به شدت کاهش می‌یابد.

ب) کندانسور و ستون‌های جداسازی:

  • این تجهیزات نیز درون کلدباکس قرار دارند و برای عملکرد صحیح واحد ASU حیاتی هستند.

  • نشت‌یابی: این تجهیزات نیز باید مطابق استانداردها نشت‌یابی و سرویس شوند تا از عملکرد بهینه آنها اطمینان حاصل شود.

در صورت نیاز به کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با واحد جداسازی هوا و یا در صورت نیاز به راه اندازی واحدهای ASU می توانید با شرکت توسعه تجارت فرجاد تماس حاصل نموده و از خدمات مشاوره رایگان کارشناسان استفاده نمایید.

تلفن همراه : 09136432383 _ تلفن ثابت : 03133808270

خلاصه محتوا 

اکسیژن به دلیل کاربردهای گسترده‌ای که در صنایع مختلف دارد، از نظر حجم تولید، جایگاه سوم را در میان مواد شیمیایی به خود اختصاص داده است. این عنصر حیاتی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند تولید فولاد، متالورژی، ساخت فلزات غیرآهنی، عملیات جوشکاری، برش فلزات، تولید سیمان، سرامیک، پالایش نفت، صنایع پتروشیمی و تولید کاغذ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فرآیند جداسازی هوا (Air separation) روشی است که در آن اجزای تشکیل‌دهنده هوا از هم تفکیک می‌شوند. هوایی که ما تنفس می‌کنیم عمدتاً از نیتروژن (۷۸٪) و اکسیژن (۲۱٪) تشکیل شده است. علاوه بر این، عناصری مانند نئون، آرگون، زنون، کریپتون و هلیم به مقدار بسیار کم و ترکیباتی مانند دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن، متان و برخی هیدروکربن‌ها و همچنین اکسیدهای نیتروژن و گوگرد که معمولاً به عنوان آلاینده‌های هوا شناخته می‌شوند، به میزان ناچیز در هوا وجود دارند. همچنین، مقدار متغیری از رطوبت (آب) نیز در هوا موجود است.

با توجه به این اطلاعات، هوا منبعی مناسب برای تولید صنعتی نیتروژن و اکسیژن و به میزان کمتر، دیگر گازهای کمیاب محسوب می‌شود.

روش‌های دیگر جداسازی هوا

برای جداسازی هوا علاوه بر استفاده از واحد ASU، از روش های دیگری نیز استفاده میشود که به طور اجمالی در این قسمت آنها را ذکر میکنیم.

جذب سطحی با نوسان فشار (PSA):

  • هوا از طریق جاذب‌هایی عبور داده می‌شود که نیتروژن را جذب کرده و اکسیژن را عبور می‌دهند.
  • با کاهش فشار، نیتروژن آزاد می‌شود و جاذب برای چرخه بعدی آماده می‌شود.

غشاها:

  • از غشاهای پلیمری استفاده می‌شود که به‌طور انتخابی برخی گازها (مانند نیتروژن) را جدا می‌کنند.
  • این روش برای تولید نیتروژن با خلوص پایین تا متوسط مناسب است.

دیگر خدمات