ТОВАРИСТВО З ПОШТОЮ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ГРУПИ ХАНЧЖОУ НУЧЖО

Технологія глибокого кріогенного розділення повітря – це метод, який розділяє основні компоненти (азот, кисень та аргон) у повітрі за допомогою низьких температур. Він широко використовується в таких галузях промисловості, як сталеливарна, хімічна, фармацевтична та електронна. Зі зростанням попиту на гази, застосування технології глибокого кріогенного розділення повітря також стає все більш поширеним. У цій статті буде детально розглянуто виробничий процес глибокого кріогенного розділення повітря, включаючи його принцип роботи, основне обладнання, етапи експлуатації та його застосування в різних галузях промисловості.

Огляд технології кріогенного розділення повітря

Основний принцип кріогенного розділення повітря полягає в охолодженні повітря до надзвичайно низьких температур (зазвичай нижче -150°C), щоб компоненти в повітрі можна було розділити відповідно до їх різних температур кипіння. Зазвичай, установка кріогенного розділення повітря використовує повітря як сировину та проходить такі процеси, як стиснення, охолодження та розширення, зрештою відокремлюючи азот, кисень та аргон від повітря. Ця технологія може виробляти гази високої чистоти та, завдяки точному регулюванню параметрів процесу, відповідати суворим вимогам до якості газу в різних промислових галузях.

Кріогенний блок розділення повітря поділяється на три основні частини: повітряний компресор, попередній охолоджувач повітря та холодильний бокс. Повітряний компресор використовується для стиснення повітря до високого тиску (зазвичай 5-6 МПа), попередній охолоджувач знижує температуру повітря шляхом охолодження, а холодильний бокс є основною частиною всього процесу кріогенного розділення повітря, включаючи фракційну башту, яка використовується для розділення газів.

Стиснення та охолодження повітря

Стиснення повітря – це перший крок у кріогенному розділенні повітря, головною метою якого є стиснення повітря при атмосферному тиску до вищого тиску (зазвичай 5-6 МПа). Після того, як повітря потрапляє в систему через компресор, його температура значно зростає внаслідок процесу стиснення. Тому для зниження температури стисненого повітря необхідно виконати низку етапів охолодження. Звичайні методи охолодження включають водяне та повітряне охолодження, і хороший охолоджувальний ефект може гарантувати, що стиснене повітря не створюватиме зайвого навантаження на обладнання під час подальшої обробки.

Після попереднього охолодження повітря воно переходить на наступний етап попереднього охолодження. На етапі попереднього охолодження зазвичай як охолоджувальне середовище використовується азот або рідкий азот, і за допомогою теплообмінного обладнання температура стисненого повітря додатково знижується, готуючи його до подальшого кріогенного процесу. Завдяки попередньому охолодженню температуру повітря можна знизити майже до температури зрідження, забезпечуючи необхідні умови для розділення компонентів у повітрі.

Низькотемпературне розширення та розділення газів

Після стиснення та попереднього охолодження повітря наступним ключовим кроком є низькотемпературне розширення та розділення газів. Низькотемпературне розширення досягається шляхом швидкого розширення стисненого повітря через розширювальний клапан до нормального тиску. Під час процесу розширення температура повітря значно знизиться, досягаючи температури зрідження. Азот і кисень у повітрі почнуть зріджуватися при різних температурах через різницю в точках кипіння.

У кріогенному обладнанні для розділення повітря зріджене повітря потрапляє в холодильну камеру, де ключовим елементом для розділення газів є фракційна башта. Основний принцип роботи фракційної башти полягає у використанні різниці температур кипіння різних компонентів повітря через підйом та опускання газу в холодильній камері для досягнення розділення газів. Температура кипіння азоту становить -195,8°C, кисню - -183°C, а аргону - -185,7°C. Регулюючи температуру та тиск у башті, можна досягти ефективного розділення газів.

Процес розділення газів у фракційній вежі є дуже точним. Зазвичай для вилучення азоту, кисню та аргону використовується двоступенева система фракційної вежі. Спочатку азот розділяється у верхній частині фракційної вежі, а рідкий кисень та аргон концентруються в нижній. Для підвищення ефективності розділення в вежу можна додати охолоджувач та ревипарник, що дозволяє ще точніше контролювати процес розділення газів.

Азот, що видобувається, зазвичай має високу чистоту (понад 99,99%), широко використовується в металургії, хімічній промисловості та електроніці. Кисень використовується в медицині, сталеливарній промисловості та інших енергоємних галузях промисловості, що потребують кисню. Аргон, як рідкісний газ, зазвичай видобувається шляхом процесу газорозділення, має високу чистоту та широко використовується у зварюванні, плавці та лазерному різанні, серед інших високотехнологічних галузей. Автоматизована система керування може регулювати різні параметри процесу відповідно до фактичних потреб, оптимізувати ефективність виробництва та зменшувати споживання енергії.

Крім того, оптимізація системи глибокого кріогенного розділення повітря також включає технології енергозбереження та контролю викидів. Наприклад, шляхом рекуперації низькотемпературної енергії в системі можна зменшити втрати енергії та підвищити загальну ефективність використання енергії. Більше того, з огляду на дедалі суворіші екологічні норми, сучасне обладнання для глибокого кріогенного розділення повітря також приділяє більше уваги зменшенню викидів шкідливих газів та підвищенню екологічності виробничого процесу.

Застосування глибокого кріогенного розділення повітря

Технологія глибокого кріогенного розділення повітря має важливе застосування не лише у виробництві промислових газів, але й відіграє значну роль у багатьох галузях. У сталеливарній, добривній та нафтохімічній промисловості технологія глибокого кріогенного розділення повітря використовується для отримання високочистих газів, таких як кисень та азот, що забезпечує ефективні виробничі процеси. В електронній промисловості азот, що утворюється в результаті глибокого кріогенного розділення повітря, використовується для контролю атмосфери у виробництві напівпровідників. У медичній промисловості високочистий кисень має вирішальне значення для респіраторної підтримки пацієнтів.

Крім того, технологія глибокого кріогенного розділення повітря також відіграє важливу роль у зберіганні та транспортуванні рідкого кисню та рідкого азоту. У ситуаціях, коли гази високого тиску неможливо транспортувати, рідкий кисень та рідкий азот можуть ефективно зменшити обсяг та знизити транспортні витрати.

Висновок

Технологія глибокого кріогенного розділення повітря, завдяки своїм ефективним та точним можливостям розділення газів, широко застосовується в різних галузях промисловості. З розвитком технологій процес глибокого кріогенного розділення повітря стане більш інтелектуальним та енергоефективним, одночасно підвищуючи чистоту розділення газів та ефективність виробництва. У майбутньому інновації в технології глибокого кріогенного розділення повітря з точки зору захисту навколишнього середовища та відновлення ресурсів також стануть ключовим напрямком розвитку галузі.

Анна Тел./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com