HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Η τεχνολογία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα είναι μια μέθοδος που διαχωρίζει τα κύρια συστατικά (άζωτο, οξυγόνο και αργό) στον αέρα μέσω χαμηλών θερμοκρασιών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η χαλυβουργία, η χημική, η φαρμακευτική και η ηλεκτρονική. Με την αυξανόμενη ζήτηση για αέρια, η εφαρμογή της τεχνολογίας βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα γίνεται επίσης όλο και πιο διαδεδομένη. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει διεξοδικά τη διαδικασία παραγωγής βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα, συμπεριλαμβανομένης της αρχής λειτουργίας του, του κύριου εξοπλισμού, των βημάτων λειτουργίας και της εφαρμογής του σε διάφορες βιομηχανίες.

Επισκόπηση της κρυογονικής τεχνολογίας διαχωρισμού αέρα

Η βασική αρχή του κρυογονικού διαχωρισμού αέρα είναι η ψύξη του αέρα σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (γενικά κάτω από -150°C), έτσι ώστε τα συστατικά στον αέρα να μπορούν να διαχωριστούν ανάλογα με τα διαφορετικά σημεία βρασμού τους. Συνήθως, η κρυογονική μονάδα διαχωρισμού αέρα χρησιμοποιεί αέρα ως πρώτη ύλη και υποβάλλεται σε διαδικασίες όπως συμπίεση, ψύξη και εκτόνωση, διαχωρίζοντας τελικά το άζωτο, το οξυγόνο και το αργό από τον αέρα. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να παράγει αέρια υψηλής καθαρότητας και, ρυθμίζοντας με ακρίβεια τις παραμέτρους της διεργασίας, να πληροί τις αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητα του αερίου σε διαφορετικούς βιομηχανικούς τομείς.

Η κρυογονική μονάδα διαχωρισμού αέρα χωρίζεται σε τρία κύρια μέρη: συμπιεστή αέρα, προψύκτη αέρα και ψυχρό κουτί. Ο συμπιεστής αέρα χρησιμοποιείται για τη συμπίεση του αέρα σε υψηλή πίεση (συνήθως 5-6 MPa), ο προψύκτης μειώνει τη θερμοκρασία του αέρα μέσω ψύξης και το ψυχρό κουτί είναι το βασικό μέρος ολόκληρης της κρυογονικής διαδικασίας διαχωρισμού αέρα, συμπεριλαμβανομένου του πύργου κλασμάτωσης, ο οποίος χρησιμοποιείται για την επίτευξη διαχωρισμού αερίων.

Συμπίεση και ψύξη αέρα

Η συμπίεση αέρα είναι το πρώτο βήμα στον κρυογονικό διαχωρισμό αέρα, με κύριο στόχο τη συμπίεση του αέρα σε ατμοσφαιρική πίεση σε υψηλότερη πίεση (συνήθως 5-6 MPa). Αφού ο αέρας εισέλθει στο σύστημα μέσω του συμπιεστή, η θερμοκρασία του θα αυξηθεί σημαντικά λόγω της διαδικασίας συμπίεσης. Επομένως, πρέπει να εκτελεστεί μια σειρά από βήματα ψύξης για να μειωθεί η θερμοκρασία του πεπιεσμένου αέρα. Οι συνήθεις μέθοδοι ψύξης περιλαμβάνουν την ψύξη με νερό και την ψύξη με αέρα, και ένα καλό αποτέλεσμα ψύξης μπορεί να διασφαλίσει ότι ο πεπιεσμένος αέρας δεν θα προκαλέσει περιττή επιβάρυνση στον εξοπλισμό κατά την επακόλουθη επεξεργασία.

Αφού ο αέρας ψυχθεί προκαταρκτικά, εισέρχεται στο επόμενο στάδιο της πρόψυξης. Το στάδιο πρόψυξης συνήθως χρησιμοποιεί άζωτο ή υγρό άζωτο ως ψυκτικό μέσο και, μέσω εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας, η θερμοκρασία του πεπιεσμένου αέρα μειώνεται περαιτέρω, προετοιμάζοντας την επακόλουθη κρυογονική διαδικασία. Μέσω της πρόψυξης, η θερμοκρασία του αέρα μπορεί να μειωθεί κοντά στη θερμοκρασία υγροποίησης, παρέχοντας τις απαραίτητες συνθήκες για τον διαχωρισμό των συστατικών στον αέρα.

Διαστολή σε χαμηλή θερμοκρασία και διαχωρισμός αερίων

Αφού ο αέρας συμπιεστεί και προψυχθεί, το επόμενο βασικό βήμα είναι η διαστολή σε χαμηλή θερμοκρασία και ο διαχωρισμός των αερίων. Η διαστολή σε χαμηλή θερμοκρασία επιτυγχάνεται με την ταχεία διαστολή του πεπιεσμένου αέρα μέσω μιας βαλβίδας διαστολής σε κανονική πίεση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διαστολής, η θερμοκρασία του αέρα θα μειωθεί σημαντικά, φτάνοντας στη θερμοκρασία υγροποίησης. Το άζωτο και το οξυγόνο στον αέρα θα αρχίσουν να υγροποιούνται σε διαφορετικές θερμοκρασίες λόγω των διαφορών στο σημείο βρασμού τους.

Στον κρυογονικό εξοπλισμό διαχωρισμού αέρα, ο υγροποιημένος αέρας εισέρχεται στο ψυχρό κουτί, όπου ο πύργος κλασμάτωσης είναι το βασικό μέρος για τον διαχωρισμό αερίων. Η βασική αρχή του πύργου κλασμάτωσης είναι η αξιοποίηση των διαφορών σημείου βρασμού των διαφόρων συστατικών στον αέρα, μέσω της ανόδου και της πτώσης του αερίου στο ψυχρό κουτί, για την επίτευξη διαχωρισμού αερίων. Το σημείο βρασμού του αζώτου είναι -195,8°C, του οξυγόνου είναι -183°C και του αργού είναι -185,7°C. Ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία και την πίεση στον πύργο, μπορεί να επιτευχθεί αποτελεσματικός διαχωρισμός αερίων.

Η διαδικασία διαχωρισμού αερίων στον πύργο κλασμάτωσης είναι πολύ ακριβής. Συνήθως, χρησιμοποιείται ένα σύστημα πύργου κλασμάτωσης δύο σταδίων για την εξαγωγή αζώτου, οξυγόνου και αργού. Πρώτον, το άζωτο διαχωρίζεται στο άνω μέρος του πύργου κλασμάτωσης, ενώ το υγρό οξυγόνο και το αργό συγκεντρώνονται στο κάτω μέρος. Για τη βελτίωση της απόδοσης διαχωρισμού, μπορούν να προστεθούν στον πύργο ένας ψύκτης και ένας επανεξατμιστής, οι οποίοι μπορούν να ελέγχουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη διαδικασία διαχωρισμού αερίων.

Το εξαγόμενο άζωτο είναι συνήθως υψηλής καθαρότητας (πάνω από 99,99%), που χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργία, τη χημική βιομηχανία και την ηλεκτρονική. Το οξυγόνο χρησιμοποιείται στην ιατρική, τη χαλυβουργία και άλλες βιομηχανίες υψηλής ενεργειακής κατανάλωσης που απαιτούν οξυγόνο. Το αργό, ως σπάνιο αέριο, συνήθως εξάγεται μέσω της διαδικασίας διαχωρισμού αερίων, με υψηλή καθαρότητα και χρησιμοποιείται ευρέως στη συγκόλληση, την τήξη και την κοπή με λέιζερ, μεταξύ άλλων τομέων υψηλής τεχνολογίας. Το αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου μπορεί να προσαρμόσει διάφορες παραμέτρους διεργασίας ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες, να βελτιστοποιήσει την αποδοτικότητα της παραγωγής και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας.

Επιπλέον, η βελτιστοποίηση του συστήματος βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα περιλαμβάνει επίσης τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας και ελέγχου εκπομπών. Για παράδειγμα, με την ανάκτηση της ενέργειας χαμηλής θερμοκρασίας στο σύστημα, η σπατάλη ενέργειας μπορεί να μειωθεί και η συνολική αποδοτικότητα αξιοποίησης της ενέργειας μπορεί να βελτιωθεί. Επιπλέον, με τους ολοένα και πιο αυστηρούς περιβαλλοντικούς κανονισμούς, ο σύγχρονος εξοπλισμός βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα δίνει επίσης μεγαλύτερη προσοχή στη μείωση των εκπομπών επιβλαβών αερίων και στην ενίσχυση της περιβαλλοντικής φιλικότητας της παραγωγικής διαδικασίας.

Εφαρμογές βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα

Η τεχνολογία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα δεν έχει μόνο σημαντικές εφαρμογές στην παραγωγή βιομηχανικών αερίων, αλλά παίζει επίσης σημαντικό ρόλο σε πολλαπλούς τομείς. Στις βιομηχανίες χάλυβα, λιπασμάτων και πετροχημικών, η τεχνολογία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα χρησιμοποιείται για την παροχή αερίων υψηλής καθαρότητας όπως οξυγόνο και άζωτο, διασφαλίζοντας αποτελεσματικές διαδικασίες παραγωγής. Στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών, το άζωτο που παρέχεται από τον βαθύ κρυογονικό διαχωρισμό αέρα χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ατμόσφαιρας στην κατασκευή ημιαγωγών. Στην ιατρική βιομηχανία, το οξυγόνο υψηλής καθαρότητας είναι ζωτικής σημασίας για την αναπνευστική υποστήριξη των ασθενών.

Επιπλέον, η τεχνολογία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην αποθήκευση και μεταφορά υγρού οξυγόνου και υγρού αζώτου. Σε περιπτώσεις όπου δεν είναι δυνατή η μεταφορά αερίων υψηλής πίεσης, το υγρό οξυγόνο και το υγρό άζωτο μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά τον όγκο και το κόστος μεταφοράς.

Σύναψη

Η τεχνολογία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα, με τις αποτελεσματικές και ακριβείς δυνατότητες διαχωρισμού αερίων που προσφέρει, εφαρμόζεται ευρέως σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς. Με την πρόοδο της τεχνολογίας, η διαδικασία βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα θα γίνει πιο έξυπνη και ενεργειακά αποδοτική, ενώ παράλληλα θα ενισχύσει την καθαρότητα του διαχωρισμού αερίων και την αποδοτικότητα της παραγωγής. Στο μέλλον, η καινοτομία της τεχνολογίας βαθέος κρυογονικού διαχωρισμού αέρα όσον αφορά την προστασία του περιβάλλοντος και την ανάκτηση πόρων θα αποτελέσει επίσης βασική κατεύθυνση για την ανάπτυξη της βιομηχανίας.

Άννα Τηλ./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com