
Kryo-Luftzerlegungsanlage mit Vollextraktion
In der industriellen Gaszerlegung der Spitzenklasse wird die kryogene Luftzerlegungsanlage mit vollständiger Extraktion zum Rückgrat für Projekte, die nicht nur Sauerstoff und Stickstoff, sondern auch Argon, Neon, Helium, Krypton und Xenon benötigen. Im Gegensatz zu herkömmlichen ASUs werden bei einem Vollextraktionsdesign Edelgase Schritt für Schritt zurückgewonnen und die atmosphärische Luft in eine Mehrfacheinnahmequelle umgewandelt. Shenger Gas konzentriert sich auf praktische, praxiserprobte kryogene Lösungen-von Prozessprinzipien bis hin zu kundenspezifischer Konstruktion.
Wie es funktioniert – kryogene Destillation, vereinfacht
Das Prinzip ist einfach: Siedepunktunterschiede bei niedrigen Temperaturen nutzen, um Luftbestandteile durch Destillation abzutrennen.
Eine kryogene Luftzerlegungsanlage mit vollständiger Extraktion folgt typischerweise vier Schritten:
- Komprimierung und Reinigung – Luft wird komprimiert und durch Molekularsieb-Adsorber geschickt, um Wasser, CO₂ und Kohlenwasserstoffe zu entfernen.
- Kühlung und Verflüssigung – Gereinigte Luft gelangt in den Hauptwärmetauscher und wird durch rückgeführte kryogene Ströme auf etwa -170 Grad gekühlt.
- Rektifikation (Doppel- oder Dreifachkolonne) – Die untere Kolonne trennt vor-sauerstoffreiche-flüssige Luft und flüssigen Stickstoff. Die obere Säule produziert über 99,6 % Sauerstoff und 99,999 % Stickstoff.
- Edelgasextraktion – Argon wird aus der oberen Säule entnommen und dann in Roh- und Reinargonsäulen zu 99,999 % gereinigt. Neon, Helium, Krypton und Xenon werden aus dem Hauptkondensator und den Flüssigsauerstoff-Seitenströmen gewonnen.
Der Kälteausgleich ist alles – Expansionsturbinen sorgen für die Kühlung, während der Dampf-{0}}Flüssigkeitskontakt innerhalb der Säulen für die Feintrennung sorgt.
Wichtige technische Spezifikationen (Industriebereich)
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Parameter |
Typischer Bereich/Wert |
|---|---|
|
Sauerstoffreinheit |
99,6 % ~ 99,8 % (mit Edelgasrückgewinnung) |
|
Stickstoffreinheit |
99.999% |
|
Reinheit von flüssigem Argon |
Größer oder gleich 99,999 % |
|
Rückgewinnungsrate von Edelgasen |
Ar größer oder gleich 90 %, Ne/He größer oder gleich 85 %, Kr/Xe größer oder gleich 70 % |
|
Auslassdruck des Luftkompressors |
0,5 ~ 0,8 MPa (Niederdruckzyklus); 5~7 MPa (mittlerer/hoher Druck) |
|
Betriebstemperaturbereich |
Umgebung: -30 Grad bis 45 Grad; Säulenzone: -196 Grad ~ -170 Grad |
|
Kühlwassertemp. (wenn Wasser-gekühlt) |
Einlass kleiner oder gleich 32 Grad, Rücklauf kleiner oder gleich 42 Grad |
|
Startzeit- |
Kaltstart: 12–24 Stunden; Warmstart (innerhalb von 24 Stunden): 4–6 Stunden |
Die Werte dienen als industrielle Referenz; Die endgültigen Spezifikationen hängen vom Prozessdesignpaket ab.
Energieverbrauch – Real-Welt-Benchmark
Bei einer kryogenen Luftzerlegungsanlage mit vollständiger Extraktion wird der Stromverbrauch hauptsächlich vom Hauptluftkompressor, dem Booster-Turboexpander und den Wasserpumpen bestimmt.
Typische spezifische Leistung (pro Nm³ Sauerstoff)
|
Produktschema |
Leistung (kWh/Nm³ O₂) |
Notizen |
|---|---|---|
|
Nur Sauerstoff + Stickstoff |
0.38 ~ 0.42 |
Keine Argongewinnung oder nur Rohargon |
|
Sauerstoff + Stickstoff + flüssiges Argon |
0.43 ~ 0.48 |
Roh- und Reinargonsäulen hinzugefügt |
|
Vollständige Extraktion (inkl. Ne/He/Kr/Xe) |
0.48 ~ 0.55 |
Zusätzliche Adsorption und Destillation bei niedrigen Temperaturen |
Wichtige Energiesparmaßnahmen: Hocheffiziente isotherme Kompressoren, gelötete Aluminiumplatten-{{2}Rippenwärmetauscher und KI-basierte Lastprognosen können den Stromverbrauch um 8–12 % senken.
Detaillierte technische Daten (Beispiel Modell SE-3500)
|
Parameter |
Wert/Beschreibung |
|---|---|
|
Sauerstoffausstoß |
3500 Nm³/h |
|
Sauerstoffzufuhrdruck |
15 ~ 30 kPa (Booster-Option auf 0,8 MPa) |
|
Stickstoffausstoß |
5000 Nm³/h |
|
Ausgabe von flüssigem Argon |
120 Nm³/h |
|
Ne/He-Mischausgang |
~2,5 Nm³/h (Reinheit größer oder gleich 98 %) |
|
Kr/Xe-Konzentrat |
~0,3 m³/Jahr (bei STP) |
|
Zirkulierender Wasserfluss |
380 m³/h |
|
Instrumentenluftverbrauch |
50 Nm³/h bei 0,5 MPa |
|
Abmessungen der Kühlbox (L×B×H) |
12m × 5.5m × 18m |
|
Gesamtgewicht (inkl. Verpackung) |
~145 Tonnen |
|
Installationstyp |
Auf dem Skid-montiert + vor-geschweißt (komplette-Skid-Option) |
Industrielle Anwendungen – wo eine vollständige Absaugung sinnvoll ist
Eine kryogene Luftzerlegungsanlage mit vollständiger Extraktion löst zwei häufige Probleme auf den Märkten für Stahl, Petrochemie, Elektronik, Photovoltaik und Handelsgase:
-
Reinheit vs. Kosten – PSA/VPSA kann nicht gleichzeitig 5N-Stickstoff und flüssiges Argon liefern. Kryotechnik bleibt der einzig praktikable Weg.
-
Verborgene Werte freisetzen – Neon wird in der Halbleiterlithographie verwendet, Xenon in Satellitentriebwerken und in der medizinischen Anästhesie, Helium in der Kühlung und Lecksuche. Durch die vollständige Extraktion werden entlüftete Schwänze in verkaufsfähige Produkte umgewandelt.
Typische Einsatzszenarien:
-
Tankstellen, die flüssigen Sauerstoff, flüssigen Stickstoff und flüssiges Argon benötigen (1000–10000 Nm³/h pro Einzelzug)
-
Elektronische Spezialgasanlagen, die eine Ne/He/Kr/Xe-Raffinierung erfordern
-
Metallurgiestandorte, die Sauerstoffanreicherung mit Nachrüstungen zur Rückgewinnung von Edelgasen kombinieren
(Hier werden keine echten Kundenfälle angezeigt – wir bieten eine leere Eignungsanalyse für Ihren Standort an.)
Kundenspezifische Engineering- und Servicekapazitäten
Bei Shenger Gas bedeutet Anpassung nicht, ein Standard-P&ID neu zu zeichnen. Wir konzipieren anhand Ihres örtlichen Stromtarifs, der Kühlwassertemperatur, des Flüssigkeitsproduktverhältnisses und des Gasverkaufspreises.
Was wir anpassen können
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Artikel |
Optionen/Bereich |
|---|---|
|
Sauerstoffkapazität |
300 ~ 50.000 Nm³/h |
|
Paket zur Rückgewinnung von Edelgasen |
Nur Ar / Ar+Ne+He / Vollständig (Ar+Ne+He+Kr+Xe) |
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Produktphase |
Alles Gas/alle Flüssigkeiten/Gas-Flüssigkeitsmischung (flexibles LOX/LIN/LAr-Verhältnis) |
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Cold-Box-Konstruktion |
Zufällige Verpackung vor Ort/modular vor-befüllt (schnellere Installation) |
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Kontrollsystem |
Manuell / DCS / vollautomatisch mit adaptiver Laststeuerung + Fernzugriff |
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Fahrertyp |
Elektro-/Dampfturbine (für Standorte mit überschüssigem Dampf) |
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Umweltanpassung |
Große Höhe (>2000 m), hohe Luftfeuchtigkeit und Hitze, extreme Kälte (-45 Grad) |
Serviceverpflichtung
- Leistungen: Process Design Package (PDP), Cold-Box-Stressanalyse, Installationsüberwachung, 72-Stunden-Leistungstest.
- Drei-Ersatzteilliste und Lagerungsempfehlungen für wichtige Geräte (Turboexpander, Kryopumpen).
- Reaktion vor Ort-: innerhalb von 48 Stunden (im Inland); Ferndiagnose innerhalb von 2 Stunden.
Bereit für einen vorläufigen Kostenvoranschlag?
Wenden Sie sich direkt an das Engineering-Team von Shenger Gas. Geben Sie Ihre Zuluftbedingungen und Zielproduktspezifikationen an – wir senden Ihnen innerhalb von 72 Stunden eine Zusammenfassung der Massen- und Energiebilanz.






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