化学工業プロセスにおける圧縮空気の使用量は多くの方面をカバーし、具体的なプロセス、設備の需要と生産規模に基づいて総合的に計算する必要がある。 その中核的な構成要素は次のとおりですプロセス用空気量、設備駆動用空気量、計器制御用空気量、パージと清掃用空気量、安全と緊急用空気量、以下は具体的な分析です。
1.プロセス用ガス量
化学反応、材料輸送またはプロセス制御に直接関与する圧縮空気需要を指し、化学工業生産におけるコアガス部分である。
- 典型的なシーン:
- エア輸送: 圧縮空気で粉状または顆粒状の材料 (セメント、プラスチック粒子、触媒など) を輸送するには、輸送距離、材料密度及び輸送速度によって使用量を計算する必要があります。
- 化学反応ガス供給: 気固または気液反応に酸化剤 (例えば空気酸化法による硫酸)、不活性ガス保護 (例えば窒素ガス保護下の重合反応を提供し圧縮空気を使用する場合は、油を除去して除湿する必要があります。
- 乾燥と脱水: 圧縮空気で材料表面の水分 (化学工業製品の乾燥プロセスなど) をパージするには、材料の水分量、乾燥時間、空気の流量から計算する必要がある。
- 計算のポイント: プロセスパラメータ (反応速度、輸送量、乾燥効率など) と設備仕様 (輸送管径、反応釜容積など) を組み合わせて決定する必要がある。
2.設備駆動用ガス量
エア設備 (バルブ、ポンプ、ミキサーなど) を駆動するために必要な圧縮空気は、設備の正常な運行を保障する鍵である。
- 典型的なシーン:
- エアバルブ: 配管内の流体のオンオフや流量の調節を制御するには、バルブの数、開閉周波数、動作時間に基づいて使用量を計算する必要があります。
- エアポンプ: 液体や気体 (化学工業原料ポンプ、真空ポンプなど) を輸送するには、ポンプの排出量、作動圧力、運転時間に基づいて計算する必要がある。
- エアミキサー: 反応釜やタンクで材料を攪拌するには、ミキサーのパワー、回転数、媒体粘度計に基づいて計算する必要がある。
- 計算のポイント: 設備メーカーが提供した空気消費量パラメータ (毎分空気消費量など) を参考にし、設備の運行時間と合わせて総合的に計算する必要があります。
3.メーター制御用ガス量
空気圧計器 (圧力発信器、流量計、調節弁など) に動力源の圧縮空気を提供し、プロセスパラメータの正確な制御を確保する。
- 典型的なシーン:
- 圧力制御: 空気圧力発信器は配管や設備の圧力を監視し、安定した空気源サポートが必要です。
- 流量調整: 空気圧調節弁はプロセスの需要に応じて流体流量を調整し、継続的にガスを供給する必要がある。
- 温度コントロール: エアアクチュエータは冷却水弁または蒸気弁を駆動し、反応温度を安定に維持する。
- 計算のポイント: 計器使用量は通常小さいが、同時に使用する係数 (複数の計器が同時に動作するときのピーク需要など) を考慮し、一定の余裕を確保する必要がある。
4.パージと清掃の使用量
圧縮空気で配管、設備をパージしたり、残留物を掃除したりして、生産の安全と製品の品質を確保する。
- 典型的なシーン:
- パイプパージ: プロセスフローを点検したり切り替えたりする前に、圧縮空気で配管内に残っている化学工業原料やガスを除去するには、配管容積、パージ圧力、パージ回数に基づいて計算する必要がある。
- 設備クリーニング: 反応釜、フィルターまたは熱交換器内の堆積物を清掃するには、設備のサイズと清掃の難易度に応じて使用量を決定する必要がある。
- 安全パージ: 燃えやすい爆発しやすい区域 (例えばタンク区) で、可燃性ガスを圧縮空気で置換するには、安全基準 (例えばパージ時間、置換効率) を満たす必要がある。
- 計算のポイント: パージ用ガス量は通常間欠的な需要であるが、ピーク流量を考慮する必要がある。
5. 安全と応急使用量
安全システム (例えば消防、緊急遮断) や緊急設備 (例えば呼吸器、空気圧工具) に予約された圧縮空気を指し、生産安全を保障する。
- 典型的なシーン:
- 消防システム: 気動消防砲、消防バルブは圧縮空気駆動が必要で、消防設備の規格とカバー範囲に基づいて計算する必要があります。
- 緊急切断: 空気圧緊急遮断弁は事故時に配管を素早く閉じ、瞬間供給量を十分に確保する必要がある。
- 緊急呼吸: スタッフに清潔な空気 (陽圧式空気呼吸器など) を提供するには、人員数と使用時間に基づいて計算する必要がある。
- 計算のポイント: 安全使用量は最も不利な状況 (複数の安全設備を同時に起動するなど) で設計し、十分な余裕を確保しなければならない。
使用量の計算方法と注意事項
- セクション計算: 上記各種類の使用量をそれぞれ計算してまとめ、総使用量を得る。
- 係数を同時に使う: 異なる設備やプロセスが同時に運転しているときの使用ガスの重なりを考慮して、総使用ガス量を適切に低減する (例えば、0.7-0.9の係数を取る)。
- ガスタンク容量: 使用ガス変動性に応じてタンクを配置し、バランスのとれた需給矛盾 (例えば、ガスピーク時にタンクを補充する)。
- エアコンプレッサ選定: 総使用量、圧力要求 (例えば、0.6-1.0MPa) と使用ガス品質 (例えば、無油、乾燥) に基づいてエアコンプレッサの型番と数量を選択する。
- 省エネ最適化: インバータ制御、余熱回収などの技術でエネルギー消費を低減し、ガス使用効率を高める。
