HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tehnologija globokega kriogenega ločevanja zraka je metoda, ki ločuje glavne komponente (dušik, kisik in argon) v zraku z nizkimi temperaturami. Široko se uporablja v industrijah, kot so jeklarska, kemična, farmacevtska in elektronska. Z naraščajočim povpraševanjem po plinih postaja vse bolj razširjena tudi uporaba tehnologije globokega kriogenega ločevanja zraka. Ta članek bo podrobno obravnaval proizvodni proces globokega kriogenega ločevanja zraka, vključno z njegovim načelom delovanja, glavno opremo, koraki delovanja in njegovo uporabo v različnih panogah.

Pregled tehnologije kriogenega ločevanja zraka

Osnovno načelo kriogene ločitve zraka je hlajenje zraka na izjemno nizke temperature (običajno pod -150 °C), tako da se komponente v zraku lahko ločijo glede na njihova različna vrelišča. Običajno kriogena enota za ločevanje zraka uporablja zrak kot surovino in gre skozi procese, kot so kompresija, hlajenje in ekspanzija, na koncu pa iz zraka loči dušik, kisik in argon. Ta tehnologija lahko proizvaja visoko čiste pline in z natančno regulacijo procesnih parametrov izpolnjuje stroge zahteve glede kakovosti plina v različnih industrijskih področjih.

Kriogena enota za ločevanje zraka je razdeljena na tri glavne dele: zračni kompresor, predhladilnik zraka in hladilno komoro. Zračni kompresor se uporablja za stiskanje zraka na visok tlak (običajno 5-6 MPa), predhladilnik znižuje temperaturo zraka s hlajenjem, hladilna komora pa je osrednji del celotnega procesa kriogenega ločevanja zraka, vključno s frakcionacijskim stolpom, ki se uporablja za ločevanje plinov.

Stiskanje in hlajenje zraka

Stiskanje zraka je prvi korak pri kriogenem ločevanju zraka, katerega glavni cilj je stisniti zrak pri atmosferskem tlaku na višji tlak (običajno 5-6 MPa). Ko zrak vstopi v sistem skozi kompresor, se njegova temperatura zaradi procesa stiskanja znatno poveča. Zato je treba izvesti vrsto hladilnih korakov, da se zniža temperatura stisnjenega zraka. Običajne metode hlajenja vključujejo vodno hlajenje in hlajenje z zrakom, dober hladilni učinek pa lahko zagotovi, da stisnjen zrak med nadaljnjo obdelavo ne povzroča nepotrebnega bremena opreme.

Ko se zrak predhodno ohladi, preide v naslednjo fazo predhlajenja. V fazi predhlajenja se kot hladilni medij običajno uporablja dušik ali tekoči dušik, s pomočjo opreme za izmenjavo toplote pa se temperatura stisnjenega zraka dodatno zniža, kar ga pripravi na nadaljnji kriogeni postopek. S predhlajenjem se lahko temperatura zraka zniža blizu temperature utekočinjenja, kar zagotavlja potrebne pogoje za ločevanje komponent v zraku.

Nizkotemperaturna ekspanzija in ločevanje plinov

Ko je zrak stisnjen in predhodno ohlajen, je naslednji ključni korak nizkotemperaturna ekspanzija in ločevanje plinov. Nizkotemperaturna ekspanzija se doseže s hitrim ekspanzijskim širjenjem stisnjenega zraka skozi ekspanzijski ventil na normalen tlak. Med procesom ekspanzije se temperatura zraka znatno zniža in doseže temperaturo utekočinjenja. Dušik in kisik v zraku se bosta zaradi razlik v vrelišču začela utekočinjati pri različnih temperaturah.

V kriogeni opremi za ločevanje zraka utekočinjeni zrak vstopi v hladilno komoro, kjer je frakcionacijski stolp ključni del za ločevanje plinov. Osnovno načelo frakcionacijskega stolpa je izkoriščanje razlik v vreliščih različnih komponent v zraku, ki nastanejo zaradi dvigovanja in spuščanja plina v hladilni komori, za doseganje ločevanja plinov. Vrelišče dušika je -195,8 °C, kisika -183 °C in argona -185,7 °C. Z uravnavanjem temperature in tlaka v stolpu je mogoče doseči učinkovito ločevanje plinov.

Postopek ločevanja plinov v frakcionacijskem stolpu je zelo natančen. Običajno se za ekstrakcijo dušika, kisika in argona uporablja dvostopenjski sistem frakcionacijskega stolpa. Najprej se dušik loči v zgornjem delu frakcionacijskega stolpa, tekoči kisik in argon pa se koncentrirata v spodnjem delu. Za izboljšanje učinkovitosti ločevanja se lahko v stolp doda hladilnik in ponovni uparjalnik, ki lahko še bolj natančno nadzorujeta postopek ločevanja plinov.

Pridobljeni dušik je običajno visoke čistosti (nad 99,99 %), ki se pogosto uporablja v metalurgiji, kemični industriji in elektroniki. Kisik se uporablja v medicini, jeklarski industriji in drugih energetsko zelo potratnih panogah, ki potrebujejo kisik. Argon kot redki plin se običajno pridobiva s postopkom ločevanja plinov, z visoko čistostjo in se pogosto uporablja pri varjenju, taljenju in laserskem rezanju, med drugim na drugih visokotehnoloških področjih. Avtomatiziran krmilni sistem lahko prilagodi različne procesne parametre glede na dejanske potrebe, optimizira učinkovitost proizvodnje in zmanjša porabo energije.

Poleg tega optimizacija sistema za globoko kriogeno ločevanje zraka vključuje tudi tehnologije za varčevanje z energijo in nadzor emisij. Na primer, z rekuperacijo nizkotemperaturne energije v sistemu je mogoče zmanjšati izgubo energije in izboljšati splošno učinkovitost izrabe energije. Poleg tega sodobna oprema za globoko kriogeno ločevanje zraka z vse strožjimi okoljskimi predpisi posveča več pozornosti tudi zmanjševanju emisij škodljivih plinov in izboljšanju okolju prijaznosti proizvodnega procesa.

Uporaba globokega kriogenega ločevanja zraka

Tehnologija globokega kriogenega ločevanja zraka nima pomembnih aplikacij le pri proizvodnji industrijskih plinov, temveč igra pomembno vlogo tudi na več področjih. V jeklarski, gnojilni in petrokemični industriji se tehnologija globokega kriogenega ločevanja zraka uporablja za zagotavljanje visoko čistih plinov, kot sta kisik in dušik, kar zagotavlja učinkovite proizvodne procese. V elektronski industriji se dušik, ki ga zagotavlja globoko kriogeno ločevanje zraka, uporablja za nadzor atmosfere pri proizvodnji polprevodnikov. V medicinski industriji je visoko čist kisik ključnega pomena za podporo dihanju pacientov.

Poleg tega ima tehnologija globokega kriogenega ločevanja zraka pomembno vlogo tudi pri shranjevanju in transportu tekočega kisika in tekočega dušika. V primerih, ko plinov pod visokim tlakom ni mogoče prevažati, lahko tekoči kisik in tekoči dušik učinkovito zmanjšata količino in znižata stroške transporta.

Zaključek

Tehnologija globokega kriogenega ločevanja zraka se s svojimi učinkovitimi in natančnimi zmogljivostmi ločevanja plinov široko uporablja na različnih industrijskih področjih. Z napredkom tehnologije bo postopek globokega kriogenega ločevanja zraka postal bolj inteligenten in energetsko učinkovit, hkrati pa bo izboljšal čistost ločevanja plinov in učinkovitost proizvodnje. V prihodnosti bodo inovacije tehnologije globokega kriogenega ločevanja zraka v smislu varstva okolja in pridobivanja virov postale tudi ključna smer za razvoj industrije.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com