कार्बन डाइऑक्साइड कंप्रेसर
कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) का उपयोग औद्योगिक गैसों में व्यापक रूप से किया जाता है, लेकिन इसके विशिष्ट गुणों के कारण इस पर विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है। यह रंगहीन और गंधहीन होती है। इसके अपेक्षाकृत उच्च क्रांतिक तापमान (31.03 °C) और जल के साथ अभिक्रिया करके कार्बोनिक अम्ल बनाने की प्रवृत्ति के कारण, कंप्रेसर का चयन करते समय संक्षारण और द्रवीकरण को प्रमुखता से ध्यान में रखना चाहिए। इसका घनत्व वायु से अधिक होता है (सापेक्ष घनत्व लगभग 1.53), जिसके कारण रिसाव के बाद यह निचले क्षेत्रों में जमा हो जाती है और दम घुटने का खतरा पैदा करती है, जिसके लिए उपकरण से उच्च सीलिंग क्षमता की आवश्यकता होती है। CO₂ का व्यापक उपयोग खाद्य और पेय पदार्थ, वेल्डिंग शील्डिंग, तेल पुनर्प्राप्ति, रासायनिक संश्लेषण और उभरते CCUS क्षेत्र जैसे क्षेत्रों में होता है, जहां सिलेंडर भरने का सामान्य दबाव 5-6 MPa होता है। इसलिए, संपीड़न प्रक्रिया में दो प्रमुख तकनीकी चुनौतियों का एक साथ समाधान करना आवश्यक है: नमी के कारण होने वाला संक्षारण और अनुचित शीतलन के कारण होने वाला द्रवीकरण।
कार्बन डाइऑक्साइड डायाफ्राम कंप्रेसर के लाभ:
- 01पूरी तरह से तेल रहित और 100% शुद्धता बरकरार:डायफ्राम कंप्रेसर की मुख्य विशेषता यह है कि इसमें धातु के डायफ्राम का उपयोग करके संपीड़ित गैस को हाइड्रोलिक तेल प्रणाली से पूरी तरह से अलग किया जाता है। सिलेंडर को किसी भी प्रकार के स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है। इसका अर्थ यह है कि संपूर्ण संपीड़न प्रक्रिया के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड गैस किसी भी ग्रीस या तेल के संपर्क में नहीं आती है, जिससे तेल संदूषण लगभग समाप्त हो जाता है। खाद्य-ग्रेड CO₂, इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड CO₂, या उच्च स्तरीय रासायनिक संश्लेषण में उपयोग होने वाली CO₂ के लिए, यह विशेषता उत्पाद गैस की अत्यधिक उच्च स्वच्छता और रासायनिक शुद्धता सुनिश्चित करती है, जो सबसे कठोर अनुप्रयोग मानकों को पूरी तरह से पूरा करती है।
- 02बेहतर स्थैतिक सीलिंग और आंतरिक सुरक्षा:कार्बन डाइऑक्साइड गैस, डायाफ्राम और सिलेंडर हेड द्वारा निर्मित "डायाफ्राम कैविटी" के भीतर पूरी तरह से सील रहती है। यह एक स्थिर सीलिंग संरचना है जो सैद्धांतिक रूप से शून्य रिसाव सुनिश्चित करती है। इससे न केवल मूल्यवान या खतरनाक गैसों का नुकसान प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है, बल्कि रिसाव के कारण निचले इलाकों में CO₂ के जमाव से होने वाले घुटन के सुरक्षा जोखिम को भी पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है। साथ ही, यह संरचना संभावित रूप से संक्षारक नम CO₂ को ट्रांसमिशन घटकों को नष्ट करने से रोकती है, जिससे कठोर परिस्थितियों में उपकरण की परिचालन विश्वसनीयता बढ़ती है।
कार्बन डाइऑक्साइड डायाफ्राम कंप्रेसर के लिए प्रमुख डिजाइन बिंदु:
- 01संक्षारण से सुरक्षा के लिए सख्त सामग्री चयन:चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड नमी के साथ मिलकर कार्बोनिक अम्ल बनाती है, जो सामान्य कार्बन स्टील के लिए संक्षारक होता है, इसलिए CO₂ के संपर्क में आने वाले सभी प्रवाह-गीले घटकों—जैसे सिलेंडर हेड, डायाफ्राम, गैस वाल्व और पाइपिंग—को संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्री से निर्मित किया जाना चाहिए। आमतौर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (जैसे 304, 316L) का चयन किया जाता है, और निर्माण के बाद स्थायी संक्षारण प्रतिरोध और गैस की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए सख्त डीग्रीसिंग, सफाई और पैसिवेशन उपचार किए जाते हैं।
- 02सटीक तापमान और दबाव नियंत्रण तथा द्रवीकरण-रोधी डिजाइन:कार्बन डाइऑक्साइड का क्रांतिक तापमान 31.03 डिग्री सेल्सियस है। संपीड़न के दौरान, यदि शीतलन अपर्याप्त हो और गैस का तापमान इस क्रांतिक मान से नीचे गिर जाए जबकि दाब पर्याप्त रूप से उच्च हो, तो द्रव अवस्था में परिवर्तन होने की प्रबल संभावना रहती है। कंप्रेसर के अंदर द्रव CO₂ एक घातक "लिक्विड हैमर" घटना का कारण बन सकता है, जिससे डायाफ्राम और सिलेंडर हेड को क्षति पहुँच सकती है। डिज़ाइन में प्रत्येक चरण पर संपीड़न अनुपात की सावधानीपूर्वक गणना और नियंत्रण करना और उच्च दक्षता वाले अंतर-चरणीय कूलर (जल-शीतित या वायु-शीतित) लगाना आवश्यक है ताकि प्रत्येक चरण पर निर्वहन तापमान को प्रभावी रूप से कम किया जा सके। इससे संपूर्ण संपीड़न पथ के परिचालन बिंदु CO₂ के गैसीय क्षेत्र तक ही सीमित रहते हैं, जिससे द्रवीकरण का खतरा टल जाता है।
- 03उन्नत सुरक्षा निगरानी और संरक्षण प्रणाली:उच्च दाब भंडारण के तहत CO₂ के उच्च प्रसार गुणांक को देखते हुए (एक भरे हुए सिलेंडर का दाब तापमान में प्रत्येक 1°C की वृद्धि के लिए 314 – 834 kPa तक बढ़ सकता है), सिस्टम में कई सुरक्षा उपाय शामिल होने चाहिए। प्रमुख डिज़ाइन तत्वों में शामिल हैं: अति दाब को रोकने के लिए प्रत्येक चरण में सटीक और विश्वसनीय सुरक्षा वाल्व स्थापित करना; गैस-तेल मिश्रण को रोकने के लिए डायाफ्राम टूटने का पता लगाने और अलार्म देने वाला उपकरण लगाना जो डायाफ्राम की विफलता पर तुरंत अलार्म बजाकर कंप्रेसर को बंद कर दे; और उन क्षेत्रों में गैस सांद्रता मॉनिटर स्थापित करना जहां CO₂ जमा हो सकती है, जो वेंटिलेशन सिस्टम से जुड़े हों। नियंत्रण प्रणाली (PLC) में दाब, तापमान और डायाफ्राम की स्थिति जैसे मापदंडों के लिए वास्तविक समय की निगरानी और इंटरलॉक शटडाउन फ़ंक्शन शामिल होने चाहिए।
| नमूना जी70जेड/जी95जेड/जी110जेड/जी130जेड | पिस्टन स्ट्रोक 70 मिमी~130 मिमी | अधिकतम पिस्टन बल 10KN~30KN |
| अधिकतम निर्वहन दबाव 70 एमपीए | प्रवाह सीमा 1~500 एनएम3/एच | मोटर शक्ति 2.2 किलोवाट~30 किलोवाट |
| क्रैंकशाफ्ट गति 420 आरपीएम | शीतलन विधि जल शीतलित/वायु शीतलित | |
| नमूना जी70वी/जी95वी/जी130वी | पिस्टन स्ट्रोक 70 मिमी~130 मिमी | अधिकतम पिस्टन बल 10KN~30KN |
| अधिकतम निर्वहन दबाव 50 एमपीए | प्रवाह सीमा 1~200 एनएम³/घंटा | मोटर शक्ति 2.2 किलोवाट~30 किलोवाट |
| क्रैंकशाफ्ट गति 420 आरपीएम | शीतलन विधि जल-शीतित / वायु-शीतित | |
| नमूना जी110एल/जी130एल | पिस्टन स्ट्रोक 110 मिमी~130 मिमी | अधिकतम पिस्टन बल 20KN~40KN |
| अधिकतम निर्वहन दबाव 100 एमपीए | प्रवाह सीमा 10~1000 एनएम³/घंटा | मोटर शक्ति 7.5 किलोवाट~90 किलोवाट |
| क्रैंकशाफ्ट गति 420 आरपीएम | शीतलन विधि जल-शीतित / वायु-शीतित | |
| नमूना जी110डी/जी130डी/जी150डी/ जी180डी/जी182डी/जी210डी | पिस्टन स्ट्रोक 110 मिमी~210 मिमी | अधिकतम पिस्टन बल 20KN~160KN |
| अधिकतम निर्वहन दबाव 100 एमपीए | प्रवाह सीमा 30~2000 एनएम³/घंटा | मोटर शक्ति 22 किलोवाट~200 किलोवाट |
| क्रैंकशाफ्ट गति 420 आरपीएम | शीतलन विधि जल-शीतित / वायु-शीतित | |
जी
डायाफ्राम प्रकार का कंप्रेसर
साथ
पिस्टन स्ट्रोक 70 मिमी
52
प्रवाह (एनमी3/घंटा)
40
प्रवेश दाब (बार्ग)
56
आउटलेट दबाव (बार्ग)
| नहीं। | नमूना | ठंडा पानी | प्रवाह | प्रवेश दबाव | आउटलेट दबाव | आयाम (लंबाई × चौड़ाई × ऊंचाई) | वज़न | मोटर शक्ति |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (एल/एच) | (एनमी³/घंटा) | (एमपीए) | (एमपीए) | (≈मिमी) | (≈किलोग्राम) | (किलोवाट) | ||
| 1 | जीजेड-52/40-56 | 500 | 52 | 4 | 5.6 | 1200×700×1100 | 450 | 3 |
| 2 | जीजेड-15/10-12 | 500 | 15 | 1 | 1.2 | 1200×700×1100 | 500 | 3 |
| 3 | जीजेड-20/7-30 | 500 | 20 | 0.7 | 3 | 1200×760×1100 | 750 | 4 |
| 4 | जीवी-60/8-60 | 1000 | 60 | 0.8 | 6 | 2600×1800×1700 | 3000 | 11 |
| 5 | जीवी-500/150-200 | 1500 | 500 | 15 | 20 | 2600×1800×1700 | 3000 | 18.5 |
| 6 | जीवी-160/(6-10)-75 | 2000 | 160 | 0.6-1 | 7.5 | 2600×1800×1700 | 3000 | 22 |
| 7 | जीएल-20/10-150 | 1500 | 20 | 1 | 15 | 2200×1200×1300 | 3000 | 15 |
| 8 | जीएल-25/5-150 | 1500 | 25 | 0.5 | 15 | 2200×1200×1300 | 3000 | 15 |
| 9 | जीएल-45/5-150 | 2000 | 45 | 0.5 | 15 | 2600×1300×1300 | 3000 | 18.5 |
| 10 | जीडी-40/150 | 4000 | 40 | वायुमंडलीय | 15 | 3500×2000×1700 | 4000 | 37 |
| 11 | जीडी-300/50-200 | 4000 | 300 | 5 | 20 | 3600×2300×1800 | 4000 | 45 |
| 12 | जीडी-900/10-140 | 16000 | 900 | 1 | 14 | 4500×4000×2200 | 16000 | 200 |
उपकरण का आकार और वजन केवल संदर्भ के लिए है, और अंतिम डिजाइन ही मान्य होगा।
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रूस
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संयुक्त राज्य अमेरिका
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स्पेन
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कजाखस्तान
कार्बन डाइऑक्साइड प्रत्यावर्ती कंप्रेसर के लाभ:
- 01व्यापक परिचालन स्थितियों के प्रति अनुकूलनशीलता और उच्च परिचालन मितव्ययिता:
प्रत्यावर्ती कंप्रेसर दस से लेकर दसियों हज़ार Nm³/h तक की प्रवाह दर और 20 MPa से अधिक के डिस्चार्ज दबाव की आवश्यकताओं के अनुरूप ढल सकते हैं, जो बड़े पैमाने पर CO₂ की पुनर्प्राप्ति, संवर्धन और परिवहन की इंजीनियरिंग आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करते हैं। इनकी उच्च आयतन दक्षता, उत्कृष्ट विशिष्ट शक्ति संकेतक और मुख्य घिसने वाले पुर्जों का लंबा सेवा जीवन (6,000 घंटे से अधिक) संपूर्ण जीवनचक्र में कम परिचालन और रखरखाव लागत सुनिश्चित करते हैं, जिससे निवेश पर अच्छा प्रतिफल प्राप्त होता है।
- 02लचीली विनियमन क्षमता वाली परिपक्व और विश्वसनीय प्रौद्योगिकी:
एक सिद्ध और परिपक्व तकनीक के रूप में, प्रत्यावर्ती कंप्रेसर मजबूत संरचना और उच्च नियंत्रणीयता से युक्त होते हैं, जो निरंतर और स्थिर औद्योगिक संचालन में सक्षम हैं। गैस स्रोत के दबाव या अनुप्रवाह मांग में परिवर्तन होने पर, वे सक्शन विनियमन, बाईपास पुनर्संचरण और परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव जैसी विभिन्न विधियों के माध्यम से क्षमता को लचीले ढंग से नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे प्रक्रिया प्रवाह में परिवर्तन के प्रति त्वरित प्रतिक्रिया प्राप्त होती है और संपूर्ण गैस आपूर्ति प्रणाली का स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है।
कार्बन डाइऑक्साइड प्रत्यावर्ती कंप्रेसर के लिए प्रमुख डिजाइन बिंदु:
- 01संक्षारण से बचाव और सामग्री उन्नयन की व्यापक रणनीति:डायफ्राम कंप्रेसर की तरह, संक्षारण से सुरक्षा सर्वोच्च प्राथमिकता है। सिलेंडर, पिस्टन, गैस वाल्व, पाइपिंग और बफर टैंक सहित गीली CO₂ के संपर्क में आने वाले सभी घटक स्टेनलेस स्टील के बने होने चाहिए या संक्षारण-रोधी सामग्री से लेपित होने चाहिए। पिस्टन रॉड सीलिंग सिस्टम के लिए, संक्षारण-प्रतिरोधी पैकिंग रिंग सामग्री का चयन किया जाना चाहिए, और प्रक्रिया गैस रिसाव को रोकने, बाहरी दूषित पदार्थों को अलग करने और अम्लीय वातावरण के कारण पैकिंग के क्षरण को धीमा करने के लिए नाइट्रोजन पर्ज या बफर सीलिंग सिस्टम डिजाइन किया जा सकता है।
- 02द्रवीकरण-रोधी दृष्टिकोण पर केंद्रित ऊष्मागतिकीय और संरचनात्मक डिजाइन:CO₂ के भौतिक गुणों के आधार पर विस्तृत ऊष्मागतिकीय गणना की जानी चाहिए। संपीडन चरणों की संख्या उचित रूप से निर्धारित की जानी चाहिए, और अत्यधिक उच्च निर्वहन तापमान या द्रवीकरण क्षेत्र में प्रवेश से बचने के लिए एकल-चरण संपीडन अनुपात को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। अंतर-चरण शीतलन और अंतिम-चरण शीतलन को सुदृढ़ करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। उच्च ऊष्मा विनिमय मार्जिन वाले कूलरों का चयन किया जाना चाहिए, और शीतलन माध्यम (जल या वायु) की पर्याप्त आपूर्ति सुनिश्चित की जानी चाहिए। इनटेक गैस में मौजूद किसी भी तरल बूंदों को सख्ती से हटाने के लिए इनलेट पाइपलाइन पर एक उच्च-दक्षता वाला गैस-तरल विभाजक और ड्रेन वाल्व स्थापित किया जाना चाहिए।
- 03उच्च दबाव और घुटन के जोखिम के लिए सुरक्षा इंजीनियरिंग डिजाइन:CO₂ की उच्च दाब प्रकृति को देखते हुए, सिस्टम को प्रेशर वेसल कोड के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए और इसमें कम से कम दो स्तर के सुरक्षा राहत उपकरण लगे होने चाहिए। CO₂ रिसाव से दम घुटने के खतरे को देखते हुए, कंप्रेसर कक्ष को पर्याप्त वायु विनिमय दर सुनिश्चित करने के लिए जबरन वेंटिलेशन सिस्टम के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यद्यपि CO₂ स्वयं ज्वलनशील नहीं है, फिर भी अन्य ज्वलनशील पदार्थों की उपस्थिति वाले खतरनाक क्षेत्रों में स्थापित सभी विद्युत उपकरण और यंत्रों को संबंधित विस्फोट-रोधी प्रमाणन आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। डाउनस्ट्रीम उपकरण और यंत्रों की सुरक्षा के लिए, प्रत्यावर्ती कंप्रेसर के अंतर्निहित गैस स्पंदन को सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किए गए इनलेट और आउटलेट बफर टैंक और पाइपिंग लेआउट के माध्यम से दबा दिया जाना चाहिए।
| पिस्टन स्ट्रोक 80 मिमी, 95 मिमी | पिस्टन बल 10KN～25KN |
| शक्ति 7.5 किलोवाट-55 किलोवाट | सिलेंडर बैंकों की संख्या 1/2 |
| क्रैंकशाफ्ट गति 740 आरपीएम, 980 आरपीएम | संपीड़न चरणों की संख्या 1/2/3/4 |
| ड्राइव मोड इलेक्ट्रिक मोटर, डीजल इंजन, प्राकृतिक गैस इंजन | |
| पिस्टन स्ट्रोक 92 मिमी, 95 मिमी, 105 मिमी, 120 मिमी | पिस्टन बल 25KN, 45KN, 65KN |
| संपीड़न चरणों की संख्या 1/2/3/4 | सिलेंडर बैंकों की संख्या 2/3/4 |
| क्रैंकशाफ्ट गति 740 आरपीएम, 980 आरपीएम | शक्ति 15 किलोवाट-220 किलोवाट |
| ड्राइव मोड इलेक्ट्रिक मोटर, डीजल इंजन, प्राकृतिक गैस इंजन | |
| पिस्टन स्ट्रोक 92 मिमी~315 मिमी | पिस्टन बल 45KN~660KN |
| संपीड़न चरणों की संख्या 1/2/3/4 | सिलेंडर बैंकों की संख्या 4 |
| क्रैंकशाफ्ट गति 300 आरपीएम~980 आरपीएम | शक्ति 160 किलोवाट-3000 किलोवाट |
| ड्राइव मोड इलेक्ट्रिक मोटर, डीजल इंजन, प्राकृतिक गैस इंजन | |
| पिस्टन स्ट्रोक 92 मिमी~315 मिमी | पिस्टन बल 25KN~200KN |
| संपीड़न चरणों की संख्या 1/2/3/4 | सिलेंडर बैंकों की संख्या 2 |
| क्रैंकशाफ्ट गति 300 आरपीएम~980 आरपीएम | शक्ति 30kW-1000 |
| ड्राइव मोड इलेक्ट्रिक मोटर, डीजल इंजन, प्राकृतिक गैस इंजन | |
साथ
ऊर्ध्वाधर प्रकार
में
तेल रहित / F: वायु-शीतित
3
वास्तविक आयतन प्रवाह (मी³/मिनट)
2
प्रवेश दाब (बार्ग)
3
आउटलेट दबाव (बार्ग)
| क्रमांक | नमूना | प्रवाह | प्रवेश दबाव | आउटलेट दबाव | मोटर शक्ति |
|---|---|---|---|---|---|
| (एनमी³/घंटा) | (एमपीए) | (एमपीए) | (किलोवाट) | ||
| 1 | जेडडब्ल्यू-3/2-3 | 480 | 0.2 | 0.3 | 11 |
| 2 | ZW-5.5/2-6 | 900 | 0.2 | 0.6 | 45 |
| 3 | जेडडब्ल्यू-2/20 | 110 | एटीएम | 2 | 22 |
| 4 | वीडब्ल्यू-3/20 | 165 | 0 | 2 | 37 |
| 5 | वीडब्ल्यू-4/20 | 220 | 0 | 2 | 45 |
| 6 | वीडब्ल्यू-5/20 | 285 | 0 | 2 | 55 |
| 7 | डी-12.8/0.12-5 | 1000 | 0.012 | 0.5 | 90 |
| 8 | डीडब्ल्यू-8.8/4 -18 | 2500 | 0.4 | 1.8 | 160 |
| 9 | डीडब्ल्यू-32/0.05-3 | 1800 | 0.05 | 0.3 | 132 |
| 10 | एमडब्ल्यू-5/20-50 | 6000 | 2 | 5 | 550 |
| 11 | एमडब्ल्यू-30/2-8 | 4900 | 0.2 | 0.8 | 280 |
| 12 | एमडब्ल्यू-11/4-20 | 3000 | 0.4 | 2 | 250 |
उपकरण का आकार और वजन केवल संदर्भ के लिए है, और अंतिम डिजाइन ही मान्य होगा।
-
रूस
-
संयुक्त राज्य अमेरिका
-
स्पेन
-
कजाखस्तान
