Танилцуулга

Шингэн азот (LN₂), шингэн хүчилтөрөгч (LOX), шингэн аргон (LAr), шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG), шингэн устөрөгч (LH₂) зэрэг криоген шингэнүүд нь аж үйлдвэрийн хийн үйлдвэрлэл, биотехнологиос эхлээд хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл, сансар судлал, цэвэр эрчим хүч хүртэлх олон салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Эдгээр бүх хэрэглээнд тулгардаг нэг нийтлэг бэрхшээл бол тээвэрлэлтийн явцад маш бага температурыг хадгалах явдал юм. Хангалттай дулаалга байхгүй бол хүрээлэн буй орчноос дулаан хурдан орж, ууршилтаар дамжуулан бүтээгдэхүүний алдагдалд хүргэж, нийт үйл явцын үр ашгийг бууруулдаг.

Энэхүү бэрхшээлийг шийдвэрлэхийн тулд орчин үеийн ихэнх криогенийн байгууламжууд вакуум тусгаарлагчтай хоолой (VIP) буюу вакуум бүрхүүлтэй хоолойг ашигладаг. Эдгээр системүүд нь дулааны нэвтрэлтийг багасгах, криогенийн шингэний үр ашигтай, найдвартай дамжуулалтыг хангах зорилгоор тусгайлан бүтээгдсэн.

Криоген шингэн дамжуулахад яагаад тусгай хоолой шаардлагатай вэ

Криоген шингэнийг орчны нөхцөл байдлаас хамаагүй доогуур температурт хадгалдаг:

Шингэн болон орчны температурын зөрүү нь ихэвчлэн 200°C-аас хэтэрдэг тул дулаан нь дамжуулах системд байгалийн жамаар урсдаг. Харьцангуй бага хэмжээний дулаан ч гэсэн шингэний нэг хэсэг ууршихад хүргэдэг.

Үүний үр дүнд дараах зүйлс тохиолдож болно:

• Буцалгах хий нэмэгдэх (BOG)
• Бүтээгдэхүүний алдагдал
• Даралтын хэлбэлзэл
• Хоёр фазын урсгалын нөхцөл
• Процессын үр ашгийг бууруулсан
• Үйл ажиллагааны зардал өндөр

Тогтвортой шингэн хангамж шаарддаг хэрэглээний хувьд үр дүнтэй дулаан тусгаарлалт зайлшгүй шаардлагатай.

Вакуум дулаалгатай хоолой хэрхэн ажилладаг вэ

Вакуум тусгаарлагчтай хоолой нь хоёр төвлөрсөн зэвэрдэггүй ган хоолойноос бүрдэнэ.

Дотор хоолой нь криоген шингэнийг зөөдөг бол гадна хоолой нь хамгаалалтын бүрхүүл үүсгэдэг. Хоёр хоолойн хооронд үр дүнтэй дулааны хаалт болж ажилладаг өндөр вакуумтай цагираг хэлбэртэй зай байдаг.

Ихэнх өндөр хүчин чадалтай системүүд нь вакуум орон зайд олон давхаргат дулаалга (MLI)-г агуулдаг. Вакуум болон MLI нь хамтдаа дулаан дамжуулалт, конвекц, цацраг зэрэг бүх төрлийн дулаан дамжуулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.

Уламжлалт хөөсөнцөр дулаалгатай хоолойтой харьцуулахад вакуум дулаалгатай хоолой нь дулааны алдагдлыг эрс бууруулж, тээвэрлэлтийн явцад криоген шингэнийг тогтвортой төлөв байдалд байлгахад тусалдаг.

Вакуум тусгаарлагчтай хоолой ашиглан шингэрүүлсэн байгалийн хий тээвэрлэх

Шингэрүүлсэн байгалийн хий (LNG)-ийг ихэвчлэн ойролцоогоор -162°C температурт хадгалж, тээвэрлэдэг. Энэ температурыг хадгалах нь буцалгах хий үүсэхийг багасгах, үр ашигтай ажиллагааг хангахад чухал үүрэгтэй.

Шингэрүүлсэн байгалийн хий үйлдвэрлэх байгууламжид вакуум тусгаарлагчтай хоолойг дараахь зорилгоор түгээмэл ашигладаг.

• Хадгалах савны холболтууд
• Ачааны машины ачих системүүд
• Далайн бункерийн байгууламжууд
• LNG дамжуулах гулгуурууд
• Дахин хийжүүлэлт хийх терминалууд

Дулааны нэвтрэлтийг бууруулснаар вакуум тусгаарлагчтай хоолой нь ачих, буулгах, түгээх үйл явцын үед шингэрүүлсэн байгалийн хийг шингэн төлөвт нь байлгахад тусалдаг. Буцалгах түвшин бага байх нь үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлж, бүтээгдэхүүний алдагдлыг бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг.

Шингэн устөрөгч дамжуулах хэрэглээ

Шингэн устөрөгч нь ойролцоогоор -253°C-ийн маш бага буцалгах цэгтэй тул зохицуулахад хамгийн хэцүү криоген шингэний нэг юм.

Аппликейшнуудад дараах зүйлс орно:

• Устөрөгч шингэрүүлэх үйлдвэрүүд
• Агаарын сансрын хөөргөх байгууламжууд
• Устөрөгчийн шатахуун түгээх станцууд
• Судалгааны лабораториуд
• Ногоон устөрөгчийн дэд бүтцийн төслүүд

Устөрөгчийн молекулууд нь маш жижиг бөгөөд маш хөдөлгөөнтэй тул дулаалгын гүйцэтгэлийг хадгалах нь онцгой чухал юм. Вакуум тусгаарлагчтай хоолойнууд нь дулааны алдагдлыг багасгаж, ууршилтыг бууруулахад тусалдаг тул шингэн устөрөгч дамжуулах системд илүү тохиромжтой шийдэл болдог.

Дэвшилтэт загварууд нь шаардлагатай дулааны гүйцэтгэлийг хангахын тулд олон давхаргат дулаалга, тусгай тулгуур бүтэц, сайтар хянасан вакуум түвшинг багтаасан байдаг.

Шингэн азотын шилжилтийн хэрэглээ

Шингэн азотыг олон салбарт өргөн ашигладаг бөгөөд үүнд:

• Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл
• Биотехнологи ба амьдралын шинжлэх ухаан
• Эмийн үйлдвэрлэл
• Хүнсний боловсруулалт ба хөлдөөх
• Аж үйлдвэрийн хийн түгээлт

Эдгээр байгууламжуудад вакуум тусгаарлагчтай хоолойнууд нь LN₂-ийг их хэмжээний хадгалах савнаас үйлдвэрийн бүх тоног төхөөрөмж болон боловсруулах талбай руу тээвэрлэдэг.

VIP системийг ашиглах нь дараахь зүйлийг тусалдаг.

• Шингэний тогтвортой хүргэлтийг хадгалах
• Азотын хэрэглээг багасгах
• Процессын тогтвортой байдлыг сайжруулах
• Үйл ажиллагааны зардал бага
• Мөс үүсэх болон засвар үйлчилгээний шаардлагыг багасгах

Том хэмжээний хагас дамжуулагч байгууламжийн хувьд вакуум тусгаарлагчтай хоолойнууд нь өндөр цэвэршилттэй шингэн азотын тасралтгүй хангамжийг хангахын тулд хэдэн зуун метр үргэлжилдэг.

Бүрэн криоген дамжуулах системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Криоген дамжуулах сүлжээ нь зөвхөн тусгаарлагдсан хоолойноос илүү ихийг хамардаг. Хэрэглээнээс хамааран систем нь дараахь зүйлийг агуулж болно.

• Вакуум тусгаарлагчтай хавхлагууд
• Вакуум тусгаарлагчтай уян хатан хоолойнууд
• Фазын тусгаарлагч
• Даралт хянах төхөөрөмж
• Тэлэлтийн үе
• Вакуум хяналтын төхөөрөмжүүд
• Динамик вакуум засвар үйлчилгээний системүүд

Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үр ашигтай ажиллагаа, тогтвортой урсгалын нөхцөл, урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахын тулд хамтран ажилладаг.

Вакуум тусгаарлагчтай хоолойн давуу талууд

Вакуум дулаалгатай хоолойнууд нь хэд хэдэн чухал давуу талтай тул криоген шингэн дамжуулах хамгийн тохиромжтой шийдэл болсон.

Дулаан алдалтыг бууруулсан

Вакуум орон зай нь маш сайн дулаан тусгаарлалтыг хангаж, хүрээлэн буй орчноос дулаан дамжуулалтыг багасгадаг.

Бүтээгдэхүүний алдагдал бага

Дулаан нэвтрэлтийг багасгах нь ууршилтыг багасгаж, буцалгах хурдыг бууруулдаг.

Процессийн тогтвортой байдлыг сайжруулсан

Криоген шингэнийг нэг фазын төлөвт байлгах нь даралт болон урсгалын тогтвортой нөхцлийг хангахад тусалдаг.

Эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх

Бүтээгдэхүүний алдагдал бага байх нь үйл ажиллагааны зардлыг бууруулж, системийн үр ашгийг сайжруулдаг.

Урт хугацааны найдвартай байдал

Зөв зохион бүтээсэн вакуум тусгаарлагчтай хоолойнууд нь олон жилийн ашиглалтын хугацаанд тогтвортой дулааны гүйцэтгэлийг хангадаг.

Дүгнэлт

Криоген шингэнийг аюулгүй, үр ашигтай тээвэрлэх нь дамжуулах процессын туршид дулаан дамжуулалтыг багасгахаас хамаарна. LNG, шингэн азот, шингэн хүчилтөрөгч эсвэл шингэн устөрөгчтэй харьцахаас үл хамааран бага температурыг хадгалах нь бүтээгдэхүүний чанарыг хадгалах, үйл ажиллагааны алдагдлыг бууруулахад чухал үүрэгтэй.

Вакуум тусгаарлагчтай хоолойнууд нь илүү сайн дулааны гүйцэтгэл, бага буцалгах хурд, сайжруулсан үр ашиг, урт хугацааны найдвартай ажиллагааг санал болгодог тул салбарын стандарт болсон. Эрчим хүч, аж үйлдвэрийн хий, биотехнологи, хагас дамжуулагчийн салбарт криогенийн хэрэглээний эрэлт хэрэгцээ өссөөр байгаа тул вакуум тусгаарлагчтай хоолойн технологи нь орчин үеийн криогенийн дэд бүтцийн чухал хэсэг хэвээр байх болно.