هوای صنعتی چیست؟ 

هوای صنعتی چیست؟

نویسنده:

ehsan hosnani
گردآوری، ترجمه و نگارش: احسان حُسنانی
کارشناس ارشد مهندسی شیمی ، دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان




چکیده: از دید یک مهندس شیمی دو نوع هوای صنعتی داریم: هوای فرایند و هوای ابزار دقیق. هوای فرایند برای تمیز کردن فیلتر ها و احیای برخی کاتالیست ها و هوای ابزار دقیق برای کار اندازی سیستم های سنجش استفاده می شود. کیفیت هوای ابزار دقیق به مراتب بالاتر از کیفیت هوای فرایند است.
هدف این واحد تأمین هوای فرایند (Process or Plant air) و هوای ابزار دقیق (Instrument) و همچنین تأمین نیتروژن مورد نیاز قسمتهای مختلف داخل مجتمع است.

- کاربردهای هوای فرایند:

دستگاههایی که با هوا کار می کند، شستشوی فیلترهای آب، احیای برخی کاتالیست ها

- کاربردهای نیتروژن

تخلیه دستگاهها (در حالت پیوسته، هنگام راه اندازی یا خارج نمودن از سرویس) پوشش دادن (blanketing) مخازن ذخیره حاوی مواد هیدروکربنی جهت جلوگیری از نشت بخارات به بیرون و همچنین محافظت سیستم ها از خوردگی و جلوگیری از خروج هوا از ان همچنین هنگام قطع کامل هوای ابزاردقیق از نیتروژن به عنوان جایگزین استفاده می شود.

تئوری فرایند:

* هوای فرایند اگر کاملاً خشک نباشد مشکلی ایجاد نمی کند ولی هوای ابزار دقیق باید کاملاً خشک باشد. هوا در کولرهای میانی (Inter Cooler) حذف می شود.
برای تأمین هوای ابزار دقیق باید از هوای کاملاً خشک استفاده کرد. به همین منظور هوای خروجی از این مخزن پس از عبور از بسترهای خشک کن حاوی دانه های غربال ملکولی به صورت کاملاً خشک با نقطه شبنم 40- درجه سانتیگراد به مخزن هوای ابزار دقیق فرستاده می شود.
* در واحد نیتروژن، نیتروژن با درجه خلوص بسیار بالا به دو حالت گاز و مایع تولید می شود. نیتروژن گازی را به Header و نیتروژن مایع را به مخازن ذخیره ارسال می کنند. نیتروژن با روش تفکیک هوا به طریقه کاریوژنیک (Cryogenic) در یک برج دوقسمتی با استفاده از تقطیر هوای مایع شده درون cold-box انجام می شود.
بخشی از هوای فرایند به عنوان خوراک واحد نیتروژن استفاده می شود.
خوراک واحد هوا، هوای محیط است که تبدیل به هوای فرایند و ابزار دقیق می شود.

مجموعه خشک کن های هوا:

دو فیلتر ورودی
چهار خشک کن هوا
دو فیلتر خروجی

مجموعه چیلر (Chiller)

هوا قبل از ورود به محفظه سرد (cold-box) جهت جذب بخار آب همراه آن از مجموعه چیلر عبور می کند.
کمپرسور R22
کندانسور R22
مخزن جداکننده روغن
مخزن R22
تبخیرکننده R22
کولر R22
فیلتر R22

مجموعه جاذب ملکولی:

هوای خشک خروجی از مجموعه چیلر به منظور جذب دی اکسید کربن آن وارد مجموعه جاذب های ملکولی می گردد. در این مجموعه یک ستون در وضعیت سرویس دهی و ستون دیگر در وضعیت احیاء و یا آماده (stand-by) است.

مجموعه محفظه سرد (Cold-Box)

جریان هوای خروجی از ستون های جاذب ابتدا وارد مبدل اصلی می شود و توسط گازهای اتلافی (که متعاقبا شرح داده خواهد شد) سرد می شود.
هوای مایع مخلوط گازی به برج پرفشار (HP) از نوع سینی دار وارد و از آنجا طی فرایند تقطیر تفکیک شده و نیتروژن گازی خالص از بالای بر و جریان غنی از اکسیژن از پایین آن خارج می شود.
نیتروژن گازی خروجی از HP وارد برج کم فشار (LP) شده و پس از تبدیل به مایع قسمتی از آن به HP رفلاکس و بقیه به مخزن ذخیره نیتروژن وارد می شود.
اکسیژن مایع خروجی از پایین برج پس از عبور از expansive valve وارد برج LP شده، خروجی LP از مبدل اصلی عبور کرده و با خنک کردن هوا گرم شده، وارد توربین انبساطی می شود. در توربین انبساطی دوباره خنک شده و وارد مبدل اصلی می شود و پس از خروج از مبدل اصلی به خارج از cold-box، vent می شود.
یکی از جریان های سردکننده هوای ورودی به cold-box جریان گاز نیتروژن خروجی است که در این محفظه گرم خواهد شد و با فشار عملیاتی barg9.16 وارد Header می شود. فشار گاز درون Header نباید از barg8 کمتر باشد، این نیتروژن خروجی قبل از ارسال به بقیه قسمتهای مورد استفاده از تبخیرکننده های نیتروژن عبور کرده و به صورت نیتروژن گازی با دمای محیط در می آید.

انواع تبخیرکننده نیتروژن:

الف- تبخیرکننده بخاری (steam evaporator) که از بخار فشار پایین (zps) برای تبخیر نیتروژن استفاده می شود. این مبدل از نوع shell & tube است که LPS در قسمت Shell آن قرار دارد.
ب- تبخیرکننده های هوایی: عبارتند از لوله های آلومینیمی با پره های ستاره ای شکل که در اثر تبادل حرارت با هوای محیط نیتروژن مایع را تبخیر کرده و به دمای محیط می رساند.
س- تبخیرکننده های بخاری و هوایی چه تفاوتی از لحاظ کاربرد دارند؟ هر دو برای رساندن نیتروژن گازی به دمای محیط به کار می روند ولی هوایی در تابستان و بخاری در زمستان فعال است و در ضمن lineهای جدایی دارند. س- کاربردهای هوای فرایند Plant-air در داخل utility 1 و بقیه قسمتهای مجتمع چیست؟ شستشوی معکوس (back-wash) بسترهای شنی واحد آب D.M Air mix کردن رزین های مختلف (mixed-bed) واحد بازیافت: مخلوط کردن هوا با خروجی AD-8411 و DAF کردن داخل AD-8407 واحد تصفیه: حوضچه خنثی سازی برای مخلوط کردن محتویات داخل آن بدون خوردگی هم زن در واحد نیروگاه: اتمیزه کردن (پودر کردن) گازوئیل برای ورودی به مشعل و ...

پرسش و پاسخ

س- آیا وظیفه واحد chiller فقط خنک کردن است؟

خیر. چیلر دو وظیفه عمده دارد:
1- خنک کردن: دمای هوای اتمسفریک در تابستان حدود 35 درجه است این هوا پس از ورود به چیلر به دمای حدود 10 درجه سانتیگراد می رسد که برای ورود به cold – box لازم است.
2- حذف رطوبت: از آنجا که میزان رطوبت موجود در هوا به نقطه شبنم (Dew-Point) آن بستگی دارد برای تولید هوای خشک باید دمای هوا را کاهش دهیم تا رطوبت هوا به صورت قطرات آب از جریان هوا خارج و تخلیه گردد. با توجه به منحنی Dew-Point مثلاً برای رسیدن به هوای خشکی با درصد رطوبت ppm100 باید دما را به 40- درجه سانتیگراد رسانید. برای کاستن از بار بستر غربال ملکولی قبل از ورود به آن Chiller اضافه می کنند.

س- Header چیست؟

Header در واقع شاه لوله اصلی است که لوله های دیگر از آن منشعب می شوند. نیتروژن گازی را وارد هدر می کنند و نیتروژن مایع را به تانکهای ذخیره ارسال می کنند.

س- در قسمت چیلر روغن به چه منظور به کار برده شده است؟

به منظور خنک سازی کمپرسور قسمتی از جریان روغن را وارد کمپرسور می کنند. این کمپرسور از نوع رفت و برگشتی است و اصطکاک ناشی از آن باعث گرما می شود.

س- مکانیسم اصلی خنک شدن در مبدل اصلی داخل cold-box چیست؟

در مبدل اصلی جریان ورودی از 10 درجه تا دمای 166.2- درجه سانتیگراد خنک می شود. سیالات خنک کننده جریانهای زیر هستند:
1- نیتروژن گازی که وارد هدر اصلی می شود، با این کار هم دمای نیتروژن گازی را از 170- درجه سانتیگراد به 8.8 درجه سانتیگراد گرم می کنند که این دما برای ورود به Header و نهایتاً انشعاب در قسمتهای مختلف مجمتع لازم است. ثانیاً برای این کار گرمای لازم از جریان هوایی که باید خنک شود، گرفته می شود.
2- جریان گازهای اتلافی پرفشار: جریان غنی از اکسیژن (هوایی که نیتروژن آن جدا شده) خروجی از برج تقطیر پرفشار هوای مایع وارد مبدل می شود و بعد از مبادله گرما از 173.5- تا 8.8 درجه سانتیگراد باعث خنک شدن هوا می شود.
3- جریان گازهای اتلافی کم فشار: خروجی جریان فوق به همراه قسمتی از گاز اتلافی پرفشار که وارد مبدل نشده است، با دمای حدود 150- درجه سانتیگراد وارد توربین انبساطی می شود و پس از دادن انرژی داخلی خود به توربین تا دمای 180- درجه سانتیگراد خنک می شود. خروجی این جریان از توربین انبساطی همان گاز اتلافی کم فشار است که وارد مبدل اصلی می شود.


• هوای صنعتی

مطلب قبلی: بخار آب

مطلب بعدی: استاندارد

معادل انگلیسی اصطلاحات تخصصی این مطلب

1- خنثی ساز = Neutralizer خنثی کننده
2- تبخیر = Evaporation تبخیر

evaporation of sweat = تبخیر عرق
3- رزین ها = Resins
4- پوشش = Coverage پوشش

good coverage = پوشش خوب 

Gray hair coverage = پوشش سفیدی موها
5- مشک = Musk
6- بخار آب = Steam
facial steam = بخور صورت
بخار آب

steam distillation = تقطیر با بخار آب

Steaming the skin = بخار دادن به پوست 

facial steams = بخور صورت 


تلفظ facial steams ↓


تلفظ inhalation from diffusers, inhalers, steam treatments ↓


تلفظ steam distillation ↓
7- جاذب = Absorbent جاذب، جذب کننده، ماده ای که جذب می کند. 
8- پیوسته = Continuously به شکل پیوسته و ادامه دار


تلفظ continuously ↓
9- احیا = Recovery بازیابی، ترمیم، احیا
10- خنثی سازی = Neutralize خنثی سازی
خنثی، خنثی شده
خنثی کننده
11- خلوص = Purity
impurity = ناخالصی، آلودگی
12- دمای محیط = Ambient Temperature
13- کاتالیست = Catalist کاتالیست
14- سرو = Cypress
Cypress, Vupressus sempervirens = سرو
15- نیتروژن مایع = Liquid Nitrogen
16- پودر = Powder
Broken powder = پودر خرد شده 
کرم پودرهای آرایشی وقتی در اثر خشکی خرد می شوند
Decolorizing powder = پودر دکلره

loose powder = پودرهای نرم
پودرهای آرایشی که به فرم نرم و پرس نشده عرضه می شوند. در مقابل پودرهای فشرده
Micro granulated powder = پودر میکروگرانوله، پودر گرانول شده، دانه دانه شده با اندازه های ریز

Powder Brush = برس پودر 

powder foundation = فنداسیون های پودری آرایش
محصولات آرایشی پودری که معمولا روی کرم پودرهای مایع استفاده می شوند
Powder puff = وسیله ای نرم برای پودرزنی
پودری

powdery makeup products = مواد آرایشی پودری
پودرهای آرایشی که معمولا روی صورت استفاده می شوند
pressed powder products = محصولات پودری فشرده
پودرهای آرایشی که به فرم فشرده و پرس شده عرضه می شوند. در مقابل پودرهای نرم پودر 

eyeshadow powder = پودر سایه چشم


تلفظ eyeshadow powder ↓


تلفظ loose powder ↓


تلفظ powder ↓
17- ازن = Ozone
Ozone, trioxygen, an inorganic molecule with the chemical formula O3 = ازن، تری اکسیژن 

photochemical smog, haze in the atmosphere accompanied by high levels of ozone and nitrogen oxides = مه دود فوتوشیمیایی، دودآلود شدن هوا به علت وجود ازن و اکسیدهای نیتروژن 

tropospheric ozone, Ozone that is a constituent of the troposphere. The troposphere extends from the Earth's surface to between 12 and 20 kilometers above sea level = ازن تروپوسفری، ازنی که در لایه تروپوسفر جو زمین قرار دارد. تروپوسفر آن قسمت از جو زمین است که از سطح زمین تا فاصله 12 و 20 کیلومتری بالای سطح دریا ادامه دارد.

secondary pollutants, A secondary pollutant is not directly emitted as such, but forms when other pollutants (primary pollutants) react in the atmosphere.Examples of a secondary pollutant include ozone, which is formed when hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NOx) combine in the presence of sunlight; NO2, which is formed as NO combines with oxygen in the air; and acid rain, which is formed when sulfur dioxide or nitrogen oxides react with water. = آلاینده های ثانویه هوا که بر خلاف آلاینده های اولیه به شکل مستقیم وارد هوا نمی شوند. بلکه در اثر واکنش آلاینده های اولیه با عوامل دیگر ایجاد می شوند. از ازن تروپوسفری می توان به عنوان نمونه ای از آلاینده ثانویه نام برد. زیرا از واکنش هیدروکربن ها و اکسیدهای نیتروژن در حضور نور آفتاب ایجاد می شود. باران های اسیدی نمونه دیگری از آلاینده های ثانویه هستند. زیرا در اثر ترکیب اکسید گوگرد و اکسید نیتروژن با آب باران ایجاد می شوند. 


تلفظ ozone ↓


تلفظ tropospheric ozone ↓

مطلب فوق را در شبکه های اجتماعی زیر با دوستانتان به اشتراک بگذارید



درصورتی که این مطلب برای شما مفید است با کلیک روی لینک زیر آن را حمایت و توصیه کنید