HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tehnologija dubokog kriogenog odvajanja 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, kemijska, farmaceutska i elektronička. S rastućom potražnjom za plinovima, primjena tehnologije dubokog kriogenog odvajanja zraka također postaje sve raširena. Ovaj članak će detaljno raspraviti proizvodni proces dubokog kriogenog odvajanja zraka, uključujući njegov princip rada, glavnu opremu, korake rada i njegovu primjenu u raznim industrijama.

Pregled tehnologije kriogenog odvajanja zraka

Osnovni princip kriogenog odvajanja zraka je hlađenje zraka na izuzetno niske temperature (obično ispod -150°C), tako da se komponente u zraku mogu odvojiti prema njihovim različitim vrelištima. Obično kriogena jedinica za odvajanje zraka koristi zrak kao sirovinu i prolazi kroz procese poput kompresije, hlađenja i ekspanzije, te konačno odvaja dušik, kisik i argon iz zraka. Ova tehnologija može proizvesti plinove visoke čistoće i, preciznom regulacijom procesnih parametara, zadovoljiti stroge zahtjeve za kvalitetom plina u različitim industrijskim područjima.

Kriogena jedinica za odvajanje zraka podijeljena je u tri glavna dijela: zračni kompresor, predhladnjak zraka i hladnu kutiju. Zračni kompresor koristi se za komprimiranje zraka na visoki tlak (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 odvajanja plinova.

Kompresija i hlađenje zraka

Kompresija zraka je prvi korak u kriogenom odvajanju zraka, a glavni cilj mu je komprimiranje zraka pri atmosferskom tlaku na viši tlak (obično 5-6 MPa). Nakon što zrak uđe u sustav 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 tijekom naknadne obrade.

Nakon što se zrak prethodno ohladi, 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 dodatno se smanjuje, pripremajući ga za sljedeći kriogeni proces. Predhlađenjem se temperatura zraka može smanjiti na temperaturu blizu temperature ukapljivanja, osiguravajući potrebne uvjete 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 plinova. Niskotemperaturna ekspanzija postiže se brzom ekspanzijom komprimiranog zraka kroz ekspanzijski ventil do normalnog tlaka. Tijekom procesa ekspanzije, temperatura zraka će značajno pasti, dostižući temperaturu ukapljivanja. Dušik i kisik u zraku će se početi ukapljivati ​​na različitim temperaturama zbog razlika u vrelištima.

U kriogenoj opremi za odvajanje zraka, ukapljeni zrak ulazi u hladnu kutiju, gdje je frakcionacijski toranj ključni dio za odvajanje plinova. Osnovni princip frakcionacijskog tornja je korištenje razlika u vrelištima različitih komponenti u zraku, kroz kretanje i spuštanje plina u hladnoj kutiji, za postizanje odvajanja plinova. Vrelište dušika je -195,8 °C, kisika -183 °C, a argona -185,7 °C. Podešavanjem temperature i tlaka u tornju može se postići učinkovito odvajanje plinova.

Proces odvajanja plinova u frakcionacijskom tornju je vrlo precizan. Obično se za izdvajanje dušika, kisika i argona koristi dvostupanjski sustav frakcionacijskog tornja. Prvo se dušik odvaja u gornjem dijelu frakcionacijskog tornja, dok se tekući kisik i argon koncentriraju u donjem dijelu. Kako bi se poboljšala učinkovitost odvajanja, u toranj se mogu dodati hladnjak i reevaporator, što može dodatno precizno kontrolirati proces odvajanja plinova.

Izdvojeni dušik obično je visoke čistoće (iznad 99,99%), široko se koristi u metalurgiji, kemijskoj industriji i elektronici. Kisik se koristi u medicini, čeličnoj industriji i drugim industrijama koje troše puno energije. Argon, kao rijetki plin, obično se ekstrahira postupkom odvajanja plinova, s visokom čistoćom i široko se koristi u zavarivanju, taljenju i laserskom rezanju, među ostalim visokotehnološkim područjima. Automatizirani upravljački sustav može prilagoditi različite procesne parametre prema stvarnim potrebama, optimizirati učinkovitost proizvodnje i smanjiti potrošnju energije.

Osim toga, optimizacija sustava za duboku kriogenu separaciju zraka uključuje i tehnologije za uštedu energije i kontrolu emisija. Na primjer, iskorištavanjem energije niskih temperatura u sustavu može se smanjiti rasipanje energije i poboljšati ukupna učinkovitost korištenja energije. Štoviše, uz sve strože propise 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 dubokog kriogenog odvajanja zraka ne samo da ima važnu primjenu u proizvodnji industrijskih plinova, već igra značajnu ulogu i u više područja. U industriji čelika, gnojiva i petrokemiji, tehnologija dubokog kriogenog odvajanja zraka koristi se za dobivanje plinova visoke čistoće poput kisika i dušika, osiguravajući učinkovite proizvodne procese. U elektroničkoj industriji, dušik dobiven dubokim kriogenim odvajanjem zraka koristi se za kontrolu atmosfere u proizvodnji poluvodiča. U medicinskoj industriji, kisik visoke čistoće ključan je za respiratornu potporu pacijenata.

Osim toga, tehnologija dubokog kriogenog odvajanja zraka također igra važnu ulogu u skladištenju i transportu tekućeg kisika i tekućeg dušika. U situacijama kada se plinovi visokog tlaka ne mogu transportirati, tekući kisik i tekući dušik mogu učinkovito smanjiti volumen i sniziti troškove prijevoza.

Zaključak

Tehnologija dubokog kriogenog odvajanja zraka, sa svojim učinkovitim i preciznim mogućnostima odvajanja plinova, široko se primjenjuje u raznim industrijskim područjima. S napretkom tehnologije, proces dubokog kriogenog odvajanja zraka postat će inteligentniji i energetski učinkovitiji, a istovremeno će se poboljšati čistoća odvajanja plinova i učinkovitost proizvodnje. U budućnosti će inovacija tehnologije dubokog kriogenog odvajanja zraka u smislu zaštite okoliša i oporavka resursa također postati ključni smjer razvoja industrije.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com