HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tehnologia de separare criogenică profundă a aerului este o metodă care separă principalele componente (azot, oxigen și argon) din aer prin temperaturi scăzute. Este utilizată pe scară largă în industrii precum cea siderurgică, chimică, farmaceutică și electronică. Odată cu creșterea cererii de gaze, aplicarea tehnologiei de separare criogenică profundă a aerului devine, de asemenea, din ce în ce mai răspândită. Acest articol va discuta în detaliu procesul de producție al separării criogenice profunde a aerului, inclusiv principiul său de funcționare, echipamentele principale, etapele de operare și aplicarea sa în diverse industrii.

Prezentare generală a tehnologiei de separare criogenică a aerului

Principiul de bază al separării criogenice a aerului este răcirea aerului la temperaturi extrem de scăzute (în general sub -150°C), astfel încât componentele din aer să poată fi separate în funcție de diferitele lor puncte de fierbere. De obicei, unitatea de separare criogenică a aerului folosește aerul ca materie primă și trece prin procese precum compresia, răcirea și expansiunea, separând în final azotul, oxigenul și argonul din aer. Această tehnologie poate produce gaze de înaltă puritate și, prin reglarea precisă a parametrilor de proces, poate îndeplini cerințele stricte privind calitatea gazelor în diferite domenii industriale.

Unitatea de separare criogenică a aerului este împărțită în trei părți principale: compresorul de aer, pre-răcitorul de aer și cutia rece. Compresorul de aer este utilizat pentru a comprima aerul la o presiune ridicată (de obicei 5-6 MPa), pre-răcitorul reduce temperatura aerului prin răcire, iar cutia rece este partea centrală a întregului proces de separare criogenică a aerului, inclusiv turnul de fracționare, care este utilizat pentru a realiza separarea gazelor.

Compresia și răcirea aerului

Compresia aerului este prima etapă în separarea criogenică a aerului, având ca scop principal comprimarea aerului la presiune atmosferică la o presiune mai mare (de obicei 5-6 MPa). După ce aerul intră în sistem prin compresor, temperatura acestuia va crește semnificativ datorită procesului de comprimare. Prin urmare, trebuie efectuate o serie de etape de răcire pentru a reduce temperatura aerului comprimat. Metodele comune de răcire includ răcirea cu apă și răcirea cu aer, iar un efect bun de răcire poate asigura că aerul comprimat nu solicită inutil echipamentul în timpul procesării ulterioare.

După ce aerul este răcit preliminar, acesta intră în următoarea etapă de pre-răcire. Etapa de pre-răcire utilizează de obicei azot sau azot lichid ca mediu de răcire, iar prin intermediul echipamentelor de schimb de căldură, temperatura aerului comprimat este redusă în continuare, pregătindu-l pentru procesul criogenic ulterior. Prin pre-răcire, temperatura aerului poate fi redusă până la temperatura de lichefiere, asigurând condițiile necesare pentru separarea componentelor din aer.

Expansiune la temperatură scăzută și separare a gazelor

După ce aerul este comprimat și pre-răcit, următorul pas cheie este expansiunea la temperatură joasă și separarea gazelor. Expansiunea la temperatură joasă se realizează prin expansiunea rapidă a aerului comprimat printr-o supapă de expansiune la presiunea normală. În timpul procesului de expansiune, temperatura aerului va scădea semnificativ, atingând temperatura de lichefiere. Azotul și oxigenul din aer vor începe să se lichefieze la temperaturi diferite datorită diferențelor dintre punctele lor de fierbere.

În echipamentul criogenic de separare a aerului, aerul lichefiat intră în cutia rece, unde turnul de fracționare este partea cheie pentru separarea gazelor. Principiul de bază al turnului de fracționare este de a utiliza diferențele de puncte de fierbere ale diferitelor componente din aer, prin creșterea și scăderea gazului în cutia rece, pentru a realiza separarea gazelor. Punctul de fierbere al azotului este de -195,8°C, cel al oxigenului este de -183°C, iar cel al argonului este de -185,7°C. Prin reglarea temperaturii și a presiunii din turn, se poate realiza o separare eficientă a gazelor.

Procesul de separare a gazelor în turnul de fracționare este foarte precis. De obicei, se utilizează un sistem de turn de fracționare în două etape pentru extragerea azotului, oxigenului și argonului. Mai întâi, azotul este separat în partea superioară a turnului de fracționare, în timp ce oxigenul lichid și argonul sunt concentrate în partea inferioară. Pentru a îmbunătăți eficiența separării, în turn se poate adăuga un răcitor și un reevaporator, care pot controla cu precizie procesul de separare a gazelor.

Azotul extras are de obicei o puritate ridicată (peste 99,99%), fiind utilizat pe scară largă în metalurgie, industria chimică și electronică. Oxigenul este utilizat în industria medicală, siderurgică și în alte industrii cu consum mare de energie care necesită oxigen. Argonul, ca gaz rar, este de obicei extras prin procesul de separare a gazelor, având o puritate ridicată și fiind utilizat pe scară largă în sudare, topire și tăiere cu laser, printre alte domenii de înaltă tehnologie. Sistemul de control automat poate ajusta diverși parametri ai procesului în funcție de nevoile reale, poate optimiza eficiența producției și poate reduce consumul de energie.

În plus, optimizarea sistemului criogenic de separare profundă a aerului include și tehnologii de economisire a energiei și de control al emisiilor. De exemplu, prin recuperarea energiei la temperatură scăzută din sistem, se poate reduce risipa de energie, iar eficiența generală a utilizării energiei poate fi îmbunătățită. Mai mult, odată cu reglementările de mediu din ce în ce mai stricte, echipamentele moderne de separare criogenică profundă a aerului acordă, de asemenea, o atenție sporită reducerii emisiilor de gaze nocive și îmbunătățirii respectului pentru mediu al procesului de producție.

Aplicații ale separării criogenice profunde a aerului

Tehnologia de separare criogenică profundă a aerului nu are doar aplicații importante în producția de gaze industriale, ci joacă și un rol semnificativ în multiple domenii. În industria siderurgică, a îngrășămintelor și a petrochimiei, tehnologia de separare criogenică profundă a aerului este utilizată pentru a furniza gaze de înaltă puritate, cum ar fi oxigenul și azotul, asigurând procese de producție eficiente. În industria electronică, azotul furnizat prin separarea criogenică profundă a aerului este utilizat pentru controlul atmosferei în fabricarea semiconductorilor. În industria medicală, oxigenul de înaltă puritate este crucial pentru suportul respirator al pacienților.

În plus, tehnologia criogenică profundă de separare a aerului joacă, de asemenea, un rol important în depozitarea și transportul oxigenului lichid și al azotului lichid. În situațiile în care gazele de înaltă presiune nu pot fi transportate, oxigenul lichid și azotul lichid pot reduce eficient volumul și costurile de transport.

Concluzie

Tehnologia de separare criogenică profundă a aerului, cu capacitățile sale eficiente și precise de separare a gazelor, este aplicată pe scară largă în diverse domenii industriale. Odată cu avansarea tehnologiei, procesul de separare criogenică profundă a aerului va deveni mai inteligent și mai eficient din punct de vedere energetic, sporind în același timp puritatea separării gazelor și eficiența producției. În viitor, inovarea tehnologiei de separare criogenică profundă a aerului în ceea ce privește protecția mediului și recuperarea resurselor va deveni, de asemenea, o direcție cheie pentru dezvoltarea industriei.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com