Princípio de Operação

O sistema de separação de ar opera extraindo nitrogênio líquido do ar utilizando um método de ultra-congelamento. Isso envolve o resfriamento do ar até o estado líquido, facilitado por uma turbina de expansão de baixa pressão. O princípio-chave é aproveitar os diferentes pontos de ebulição do oxigênio e nitrogênio líquidos. Dessa forma, o ar é separado em uma coluna de fracionamento, produzindo nitrogênio líquido com uma pureza excepcional de mais de 99,99%.

Descrição do Processo

O processo de separação de ar começa com a entrada de ar através de um filtro, seguido pela compressão em um compressor de ar até atingir uma pressão de 0,8 MPa. Após a compressão, o ar é resfriado e enviado para um purificador onde impurezas como água, dióxido de carbono e acetileno são removidas. O ar purificado passa por um trocador de calor, onde troca calor com o oxigênio retornado.

A partir deste ponto, parte do ar é direcionada para uma turbina expansora, onde sua expansão gera o resfriamento necessário para o sistema. O ar restante passa por um segundo trocador de calor antes de entrar na coluna de retificação. Nesta coluna, o ar é separado em seus componentes – oxigênio e nitrogênio. O oxigênio líquido de alta pureza é coletado do topo da coluna, enquanto o ar líquido na parte inferior é descomprimido por uma válvula de estrangulamento e passa por processamento adicional em um condensador evaporador. Esse processo garante que o ar seja adequadamente resfriado enquanto passa por vários trocadores de calor, atuando como um purificador regenerativo.

Vantagens do Equipamento

• Estrutura Integrada: O sistema é projetado com estrutura direta montada em skid, utilizando mangueiras de alta pressão, eliminando a necessidade de tubulações e válvulas adicionais, reduzindo custos.
• Instalação Simplificada: O equipamento requer apenas um espaço preparado com ferramentas básicas de levantamento. Não são necessários materiais ou ferramentas adicionais para instalação.
• Design Compacto: O equipamento é compacto, ocupa pouco espaço e não requer fundação, facilitando a operação e a manutenção.
• Eficiência: O sistema incorpora tecnologia avançada para reduzir o consumo de energia e minimizar os custos de eletricidade. O processo de compressão interna também reduz os custos de manutenção e melhora a eficiência geral.
• Sistema de Resfriamento a Ar: O mecanismo de resfriamento é feito a ar, eliminando a necessidade de construir piscinas de resfriamento, reduzindo ainda mais os custos de capital.

Instruções para Unidades de Apoio

1. Compressor de Ar (1 unidade)

O compressor de ar possui um mecanismo do tipo parafuso dentro de uma estrutura fechada. Integra lubrificação, eletricidade, resfriamento e controle de instrumentos, formando um sistema totalmente automatizado e de baixo ruído. O controlador PLC inteligente com painel touch permite ajustes de parâmetros e monitoramento, com suporte para exibição em português e inglês. O sistema conta com proteção automática, alarmes, controle remoto e histórico de rastreamento, possibilitando operação sem supervisão.

• Fabricante: AEUT-AP ou equivalente
• Tipo: Parafuso com injeção de óleo (teor de óleo ≤3ppm)
• Modelo: AED110A/10
• Vazão: 24,2 m³/min (1200 Nm³/h)
• Pressão de entrada: 0,092 MPa
• Temperatura de entrada: 25°C
• Umidade relativa: 82%
• Pressão de saída: 8 bar
• Temperatura de saída: 40°C
• Potência do motor: 110 kW
• Método de resfriamento: Resfriamento a ar

2. Sistema de Pré-Resfriamento (1 unidade)

Este sistema utiliza um compressor totalmente fechado para prevenir vazamento de refrigerante, junto com um separador de vapor e dreno automático para garantir que o ar permaneça seco. Com componentes de alta qualidade importados, o sistema oferece operação contínua de longo prazo. Conta com interfaces de sinal remoto para temperaturas de entrada e saída de ar, bem como controles de partida/parada e sinais de falha.

• Modelo: SAYL-1200/10
• Capacidade de ar processado: 1200 m³/h
• Pressão de entrada: 1,0 MPa
• Temperatura de entrada: ≤45°C
• Temperatura de saída: 5-8°C
• Potência: 20 kW
• Método de resfriamento: Resfriamento a ar

3. Sistema de Purificação com Peneira Molecular (1 unidade)

Este sistema conta com uma estrutura de cilindro de adsorção duplo, permitindo que um cilindro opere enquanto o outro regenera, garantindo pureza constante do ar na coluna e prolongando a operação do fracionador. Possui controle automático de temperatura para o processo de regeneração.

• Modelo: HXK-1200/7.5
• Capacidade: 1200 Nm³/h
• Absorvente: Peneiras moleculares 13X
• Pressão de projeto: 10 bar
• Temperatura de entrada: 8°C
• Temperatura de saída: 12°C
• Temperatura de regeneração: 180°C

4. Turbina de Expansão (1 unidade)

Desenvolvida pelo Instituto de Física e Química da Academia Chinesa de Ciências, esta turbina de expansão oferece alta eficiência, resistência ao vórtice e baixa perda de frio.

• Unidade de Expansão com Pressão de Impulso: Modelo TP810/0.7-0.04
• Capacidade: 810 Nm³/h
• Temperatura de entrada: 140 K