فن‌آوری‌های نوین فرایندی در واحد جاسازی هوا (asu) جهت مدیریت انرژی

امروزه با توجه به تعدد و پرکاربرد بودن واحدهای جداسازی هوا و تولید اکسیژن و نیتروژن و آرگون به روش کرایوژنیک توجه بسیاری از محققان بر روی مطالعه واحدها از جنبه مصرف انرژی معطوف شده است. در این مقاله به روش‌های نوین فرایندی مورد استفاده در واحد جداسازی هوا جهت صرفه‌جویی در مصرف انرژی که در ایران و دیگر نقاط دنیا در حال شکل‌گیری و بعضاً اجرا است پرداخته شده است. در واحد جداسازی هوا با ظرفیت تولید 84000 نرمال مترمکعب اکسیژن در ساعت حدود 0.75 کیلووات ساعت انرژی به ازای تولید هر نرمال مترمکعب از اکسیژن مصرف می‌کند. بالغ‌بر 10 درصد از این انرژی مربوط به خنک‌سازی هوای بین مراحل کمپرسور و مبدل توربین بخار می‌باشد. یکی از راهه‌ای استفاده از این پتانسیل حرارتی استفاده از سیکل رانکین ارگانیک در قسمت فشرده‌سازی واحد می‌باشد. علاوه بر این بیشترین مصرف انرژی الکتریکی واحد در زمان احیا مربوط به هیترهای برقی بوده که حدود 4.62 مگاوات ساعت انرژی مصرف می‌کنند. استفاده از این انرژی‌ها با تغییرات فرایندی، باعث کاهش قابل‌توجه مصرف انرژی در واحد جداسازی هوا می‌گردد. همچنین با استفاده از سیکل رانکین علاوه بر اینکه از هدر رفت انرژی جلوگیری می‌شود می‌توان از انرژی آن در جهت نصب یک رطوبت‌گیر در ورودی واحد استفاده کرد که موجب کارایی بیشتر کمپرسور می‌گردد.

new process technologies in the air separation unit for energy management

recently, due to the widespread usage of air separation units (asu) to produce oxygen, nitrogen and argon by cryogenic method, the study of energy managements in these units has attracted a great deal of attention. in this article, the application of novel process methods with the aim of energy saving in asu units has been studied. typically, the asu unit with the production capacity of 84000 normal cubic meters per hour consumes 0.75 kwh energy per normal cubic meters of oxygen. more than 10% of this energy is consumed in the stages between compressor and the steam turbine converter while this thermal potential can be applied in the organic rankine cycle in the compression part of the unit. moreover, it can be mentioned that the highest electrical energy in the usual asu unit is consumed in the regeneration cycle for electric heaters that is equal to about 4.62 megawatt hours. by applying novel process methods in the conventional asu units, the energy consumption could be efficiently managed. it can be added that, by using the rankine cycle in the asu units, not only energy loss is reduced but also the saved energy can be used to install a dehumidifier at the entrance of the unit, which can improve the compressor efficiency as a result.