◆ ◆ Composants clés et flux de processus ◆ ◆
1. Compression et purification de l'air:
L'air ambiant est comprimé et filtré pour éliminer la poussière, l'humidité, le co₂ et les hydrocarbures.
Les unités d'adsorption (par exemple, tamis moléculaires) purifient en outre l'air pour répondre aux normes de production d'oxygène.
2. Séparation de l'air cryogénique:
L'air purifié est refroidi à des températures cryogéniques (en dessous de -183 ° C) en utilisant des échangeurs de chaleur et des turboexpandeurs à plusieurs étapes, ce qui le fait se liquéfier.
L'air liquéfié entre dans une colonne de distillation , où l'oxygène (point d'ébullition: -183 ° C) est séparé de l'azote (point d'ébullition: -196 ° C) et d'autres gaz.
3. Production et stockage d'oxygène liquide:
L'oxygène liquide est collecté au bas de la colonne de distillation et stocké dans des réservoirs cryogéniques isolés sous vide pour minimiser l'évaporation.
LOX est généralement maintenu à des températures inférieures à -183 ° C et des pressions de 1 à 1,5 bar pour la stabilité.
4. Vaporisation et distribution:
Pour un usage industriel, LOX est vaporisé en oxygène gazeux en utilisant la chaleur ambiante ou les vaporisateurs électriques.
L'oxygène gazeux est délivré par pipelines aux stations de coupe / soudage ou remplis dans des cylindres à haute pression.
◆ ◆ Pourquoi liquide l'oxygène pour la coupe et le soudage des métaux? ◆ ◆
1. Efficacité de pureté et de combustion élevée:
Les plantes LOX produisent de l'oxygène avec une pureté de 99,5 à 99,8% , garantissant une combustion optimale dans les processus de combustible oxy.
L'oxygène de haute pureté augmente la température des flammes (jusqu'à 3 500 ° C pour l'oxy-acétylène), permettant des soudures de coupe et plus propres plus rapides.
2. Stockage en vrac et économies de coûts:
L'oxygène liquide a une densité de stockage élevée (1 litre de lox ≈ 840 litres d'oxygène gazeux), réduisant l'espace de stockage et les coûts de transport.
La production sur place élimine la dépendance à l'égard des fournisseurs de gaz tiers, réduisant les dépenses opérationnelles à long terme.
3. Cohérence et sécurité:
La production contrôlée sur place assure une alimentation stable en oxygène, critique pour les opérations industrielles continues.
Les systèmes LOX sont conçus avec des caractéristiques de sécurité (par exemple, vannes de décharge de pression, détecteurs de fuites) pour gérer les risques cryogéniques.
◆ ◆ Applications dans le travail des métaux ◆ ◆
1. Coupe à l'oxy-combustible:
L'oxygène est mélangé avec du gaz carburant pour créer une flamme à grande vitesse pour couper des plaques en acier épaisses (par exemple, la construction navale, la construction).
Exemple: La coupe d'oxy-acétylène repose sur l'oxygène pour oxyder et faire fondre le métal, époustouflé par le flux de gaz.
2. Soudage et brasage:
L'oxygène améliore l'intensité des flammes pour le soudage et le brasage des métaux non ferreux (par exemple, cuivre, aluminium).
Utilisé dans les ateliers de réparation, la fabrication automobile et la construction de pipelines.
3. Écharouillage et gouge:
◆ ◆ Avantages des plantes à oxygène liquide ◆ ◆
Évolutivité : Convient aux opérations à grande échelle comme les aciéries ou la fabrication aérospatiale.
Flexibilité : peut fournir à la fois l'oxygène liquide et gazeux en fonction de la demande.
Réduction des déchets : un excès de lox peut être stocké ou vendu à d'autres industries (par exemple, médical, traitement des eaux usées).
◆ ◆ Défis ◆ ◆
Consommation élevée d'énergie : la séparation cryogénique de l'air nécessite une électricité importante pour le refroidissement et la compression.
Risques de sécurité : l'oxygène liquide est très réactif; Le contact avec les matières organiques ou les hydrocarbures peut provoquer des explosions.
Coûts d'infrastructure : les réservoirs de stockage cryogénique et les pipelines nécessitent des investissements en capital substantiels.
◆ ◆ Comparaison avec les alternatives ◆ ◆
Cylindres à oxygène gazeux : adaptés aux petits ateliers mais coûteux et difficile logistiquement pour les utilisateurs à grande échelle.
Générateurs d'oxygène d'adsorption de swing de pression (PSA) : produit de l'oxygène à basse pureté (90–95%) et sont limités à des applications à échelle moyenne.
Résumé : Les plantes à oxygène liquide sont essentielles pour les industries nécessitant de l'oxygène de haute pureté en vrac, comme la coupe de métaux et le soudage. En tirant parti de la séparation cryogénique de l'air, ces installations fournissent une alimentation en oxygène fiable et rentable qui améliore l'efficacité et la sécurité des processus. Bien que les coûts de configuration initiaux et les demandes d'énergie soient élevés, les avantages à long terme de la productivité et du contrôle opérationnel rendent les usines LOX indispensables aux industries lourdes.
◆ ◆ RFQ ◆ ◆
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