HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tehnologija kriogenega ločevanja zraka je ena od pomembnih metod za proizvodnjo visoko čistega dušika in kisika v sodobni industriji. Ta tehnologija se pogosto uporablja v različnih panogah, kot so metalurgija, kemijsko inženirstvo in medicina. Ta članek bo podrobno raziskal, kako kriogeno ločevanje zraka proizvaja visoko čist dušik in kisik, ter ključne korake in opremo, ki so vključeni v postopek.

1. Osnovno načelo kriogenega ločevanja zraka

Kriogeno ločevanje zraka je postopek, pri katerem se glavne sestavine zraka ločijo z znižanjem temperature. Zrak je sestavljen predvsem iz dušika, kisika in majhne količine argona. S stiskanjem in ohlajanjem zraka na izjemno nizko temperaturo se zrak utekočini, nato pa se različna vrelišča vsakega plina uporabijo za destilacijo, da se dušik in kisik ločita. Vrelišče dušika je -195,8 ℃, kisika pa -183 ℃, zato ju je mogoče ločeno prečistiti s stopenjsko destilacijo.

2. Faza predobdelave: Čiščenje zraka

V procesu kriogenega ločevanja zraka je predobdelava zraka ključni prvi korak. Zrak vsebuje nečistoče, kot so prah, ogljikov dioksid in vlaga, ki v okolju z nizko temperaturo zmrznejo in povzročijo blokado opreme. Zato se zrak najprej podvrže korakom filtracije, stiskanja in sušenja, da se odstranijo nečistoče in vlaga. Običajno so sušilniki in molekularno-sitni adsorberji pomembna oprema, ki se uporablja za odstranjevanje nečistoč iz zraka, kar zagotavlja stabilnost in učinkovitost nadaljnjega procesa kriogenega ločevanja.

3. Stiskanje in hlajenje zraka

Prečiščen zrak je treba stisniti, običajno z več kompresorji, da se tlak zraka poveča na 5–6 megapaskalov. Stisnjen zrak se nato ohladi v toplotnih izmenjevalnikih z vrnjenim plinom pri nizki temperaturi, pri čemer se temperatura postopoma znižuje, da se približa točki utekočinjenja. V tem procesu imajo toplotni izmenjevalniki ključno vlogo, saj lahko učinkovito zmanjšajo porabo energije in izboljšajo učinkovitost hlajenja, kar zagotavlja, da se zrak lahko utekočini pri nizkih temperaturah, kar zagotavlja pogoje za nadaljnje ločevanje z destilacijo.

4. Utekočinjanje in destilacija zraka

V kriogenem ločevalnem stolpu se stisnjen in ohlajen zrak dodatno ohladi v utekočinjeno stanje. Utekočinjeni zrak se nato pošlje v destilacijski stolp za ločevanje. Destilacijski stolp je razdeljen na dva dela: visokotlačni stolp in nizkotlačni stolp. V visokotlačnem stolpu se zrak loči na surovi kisik in surovi dušik, nato pa se surovi kisik in surovi dušik dodatno destilirata v nizkotlačnem stolpu, da se dobi visoko čist kisik in dušik. Ločevanje dušika in kisika v glavnem izkorišča njune različne fizikalne lastnosti vrelišča, zato je v destilacijskem stolpu mogoče doseči učinkovito ločevanje.

5. Postopek čiščenja

Kisik in dušik, ločena v destilacijskem stolpu, še vedno vsebujeta majhno količino nečistoč, zato ju je treba dodatno prečistiti, da ustrezata industrijskim in medicinskim standardom. Čistost dušika se lahko izboljša s katalizatorji za deoksigenacijo vodika, čistost kisika pa s postopki ponovne destilacije. Za izboljšanje čistosti nastalega plina se običajno uporablja oprema, kot so čistilniki dušika in kisika, s čimer se na koncu dobijo visoko čiste kisikove in dušikove produkte.

6. Uporaba dušika in kisika

Visoko čist dušik in kisik, proizvedena s tehnologijo kriogenega ločevanja zraka, se pogosto uporabljata v številnih panogah. Visoko čist dušik se uporablja v kemični industriji kot zaščitni in nosilni plin, v živilski industriji za konzerviranje in pakiranje, kisik pa se pogosto uporablja v medicinski in varilni industriji. V metalurški industriji se kisik uporablja tudi za izboljšanje učinkovitosti zgorevanja in zmanjšanje emisij ogljika. V teh aplikacijah je čistost plina ključna za določitev njegove uporabnosti, tehnologija kriogenega ločevanja zraka pa je pridobila široko priznanje zaradi učinkovitega ločevanja in visoke čistosti.

7. Prednosti in izzivi kriogene tehnologije ločevanja zraka

Tehnologija kriogenega ločevanja zraka je v industrijskem sektorju priljubljena zaradi visoke čistosti in visoke učinkovitosti. Vendar se ta tehnologija sooča tudi z nekaterimi izzivi, kot so visoka poraba energije in visoki stroški vzdrževanja opreme. Za zmanjšanje porabe energije je sodobna oprema za kriogeno ločevanje zraka običajno opremljena z naprednimi sistemi za varčevanje z energijo, kot so naprave za rekuperacijo toplote in večstopenjski kompresorski hladilni sistemi. Poleg tega je uporaba tehnologije avtomatizacije nadzora znatno izboljšala obratovalno učinkovitost in varnost enot za globoko kriogeno ločevanje zraka. S tehnološko optimizacijo in izboljšavami opreme se nenehno izboljšujeta energetska učinkovitost in stabilnost sistemov za globoko kriogeno ločevanje zraka, kar še dodatno spodbuja njihovo uporabo v različnih panogah.

Globoko kriogeno ločevanje zraka je trenutno ena najučinkovitejših metod za proizvodnjo visoko čistega dušika in kisika. Učinkovito ločuje in čisti kisik in dušik iz zraka v več korakih, kot so predobdelava zraka, stiskanje, hlajenje, utekočinjanje in destilacija. Čeprav ima postopek globokega kriogenega ločevanja zraka visoko porabo energije in kompleksno opremo, je zaradi učinkovitega ločevanja in visoko čistega izhodnega produkta ta tehnologija nepogrešljiva v številnih panogah.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com