HANGZHOU NUZHUO TEHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tehnologija duboke kriogene separacije zraka je metoda koja odvaja glavne komponente (dušik, kisik i argon) u zraku putem niskih temperatura. Široko se koristi u industrijama kao što su čelična, hemijska, farmaceutska i elektronska. S rastućom potražnjom za plinovima, primjena tehnologije duboke kriogene separacije zraka također postaje sve raširenija. Ovaj članak će detaljno razmotriti proizvodni proces duboke kriogene separacije zraka, uključujući njen princip rada, glavnu opremu, korake rada i njenu primjenu u različitim industrijama.

Pregled tehnologije kriogene separacije zraka

Osnovni princip kriogene separacije zraka je hlađenje zraka na izuzetno niske temperature (obično ispod -150°C), tako da se komponente u zraku mogu odvojiti prema njihovim različitim tačkama ključanja. Obično, kriogena jedinica za separaciju zraka koristi zrak kao sirovinu i prolazi kroz procese kao što su kompresija, hlađenje i ekspanzija, te na kraju odvaja dušik, kisik i argon iz zraka. Ova tehnologija može proizvesti plinove visoke čistoće i, preciznom regulacijom procesnih parametara, ispuniti stroge zahtjeve za kvalitetom plina u različitim industrijskim oblastima.

Kriogena jedinica za separaciju zraka podijeljena je na tri glavna dijela: kompresor zraka, predhladnjak zraka i hladnu kutiju. Kompresor zraka se koristi za komprimiranje zraka na visoki pritisak (obično 5-6 MPa), predhladnjak smanjuje temperaturu zraka hlađenjem, a hladna kutija je središnji dio cijelog procesa kriogene separacije zraka, uključujući frakcionacijski toranj, koji se koristi za postizanje separacije plinova.

Kompresija i hlađenje zraka

Kompresija zraka je prvi korak u kriogenom odvajanju zraka, a glavni cilj mu je komprimiranje zraka pri atmosferskom pritisku na viši pritisak (obično 5-6 MPa). Nakon što zrak uđe u sistem kroz kompresor, njegova temperatura će se značajno povećati zbog procesa kompresije. Stoga se mora provesti niz koraka hlađenja kako bi se smanjila temperatura komprimiranog zraka. Uobičajene metode hlađenja uključuju hlađenje vodom i hlađenje zrakom, a dobar učinak hlađenja može osigurati da komprimirani zrak ne uzrokuje nepotrebno opterećenje opreme tokom naknadne obrade.

Nakon što se zrak prethodno ohladi, on ulazi u sljedeću fazu predhlađenja. Faza predhlađenja obično koristi dušik ili tekući dušik kao rashladni medij, a pomoću opreme za izmjenu topline temperatura komprimiranog zraka se dodatno smanjuje, pripremajući ga za sljedeći kriogeni proces. Prethodnim hlađenjem temperatura zraka može se smanjiti na temperaturu blizu temperature ukapljivanja, čime se osiguravaju potrebni uvjeti za odvajanje komponenti u zraku.

Širenje na niskim temperaturama i odvajanje plinova

Nakon što se zrak komprimira i prethodno ohladi, sljedeći ključni korak je niskotemperaturna ekspanzija i odvajanje plina. Niskotemperaturna ekspanzija postiže se brzom ekspanzijom komprimiranog zraka kroz ekspanzioni ventil do normalnog pritiska. Tokom procesa ekspanzije, temperatura zraka će značajno pasti, dostižući temperaturu ukapljivanja. Dušik i kisik u zraku će početi da se ukapljuju na različitim temperaturama zbog razlika u tačkama ključanja.

U kriogenoj opremi za separaciju zraka, ukapljeni zrak ulazi u hladnu kutiju, gdje je frakcionacijski toranj ključni dio za separaciju plinova. Osnovni princip frakcionacijskog tornja je korištenje razlika u tačkama ključanja različitih komponenti u zraku, kroz kretanje i spuštanje plina u hladnoj kutiji, kako bi se postiglo separiranje plinova. Tačka ključanja dušika je -195,8°C, kisika -183°C, a argona -185,7°C. Podešavanjem temperature i pritiska u tornju može se postići efikasno separiranje plinova.

Proces odvajanja gasova u frakcionatorskom tornju je veoma precizan. Obično se za izdvajanje azota, kiseonika i argona koristi dvostepeni sistem frakcionatorskog tornja. Prvo se azot odvaja u gornjem delu frakcionatorskog tornja, dok se tečni kiseonik i argon koncentrišu u donjem delu. Da bi se poboljšala efikasnost odvajanja, u toranj se mogu dodati hladnjak i reevaporator, što može dodatno precizno kontrolisati proces odvajanja gasova.

Ekstrahovani azot je obično visoke čistoće (iznad 99,99%), široko se koristi u metalurgiji, hemijskoj industriji i elektronici. Kiseonik se koristi u medicini, čeličnoj industriji i drugim industrijama koje troše mnogo energije. Argon, kao rijedak gas, obično se ekstrahuje procesom odvajanja gasova, sa visokom čistoćom i široko se koristi u zavarivanju, topljenju i laserskom rezanju, između ostalih visokotehnoloških oblasti. Automatizovani sistem upravljanja može prilagoditi različite parametre procesa prema stvarnim potrebama, optimizovati efikasnost proizvodnje i smanjiti potrošnju energije.

Pored toga, optimizacija sistema za duboku kriogenu separaciju zraka također uključuje tehnologije za uštedu energije i kontrolu emisija. Na primjer, povratom energije niskih temperatura u sistemu, može se smanjiti rasipanje energije i poboljšati ukupna efikasnost korištenja energije. Štaviše, sa sve strožim propisima o zaštiti okoliša, moderna oprema za duboku kriogenu separaciju zraka također posvećuje više pažnje smanjenju emisija štetnih plinova i poboljšanju ekološke prihvatljivosti proizvodnog procesa.

Primjena dubokog kriogenog odvajanja zraka

Tehnologija duboke kriogene separacije zraka ne samo da ima važnu primjenu u proizvodnji industrijskih plinova, već igra značajnu ulogu i u više oblasti. U industriji čelika, gnojiva i petrohemiji, tehnologija duboke kriogene separacije zraka koristi se za dobivanje plinova visoke čistoće poput kisika i dušika, osiguravajući efikasne proizvodne procese. U elektroničkoj industriji, dušik dobiven dubokim kriogenim separiranjem zraka koristi se za kontrolu atmosfere u proizvodnji poluvodiča. U medicinskoj industriji, kisik visoke čistoće je ključan za respiratornu podršku pacijenata.

Osim toga, tehnologija duboke kriogene separacije zraka također igra važnu ulogu u skladištenju i transportu tekućeg kisika i tekućeg dušika. U situacijama kada se plinovi pod visokim pritiskom ne mogu transportirati, tekući kisik i tekući dušik mogu efikasno smanjiti volumen i sniziti troškove transporta.

Zaključak

Tehnologija duboke kriogene separacije zraka, sa svojim efikasnim i preciznim mogućnostima separacije plinova, široko se primjenjuje u raznim industrijskim oblastima. S napretkom tehnologije, proces duboke kriogene separacije zraka postat će inteligentniji i energetski efikasniji, a istovremeno će poboljšati čistoću separacije plinova i efikasnost proizvodnje. U budućnosti će inovacija tehnologije duboke kriogene separacije zraka u smislu zaštite okoliša i oporavka resursa također postati ključni smjer za razvoj industrije.

Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com