С непрекъснатото нарастване на индустриалното търсене, технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха се превърна в една от основните технологии в областта на производството на промишлени газове. Устройството за дълбоко криогенно разделяне на въздуха обработва въздуха чрез дълбока криогенна обработка, отделяйки различните компоненти във въздуха, главно включително течен кислород (LOX), течен азот (LIN) и течен аргон (LAR). Сред тези газове течният кислород и течният азот са най-широко търсени и се използват широко в индустрии като металургия, химическо инженерство, електроника, медицина и хранително-вкусова промишленост. Тази статия ще проведе сравнителен анализ на производството на течен кислород и течен азот в процеса на дълбоко криогенно разделяне на въздуха и ще изследва влиянието на различни фактори върху производството.
I. Преглед на технологията за криогенно разделяне на въздуха
Криогенната технология за разделяне на въздуха е метод, който охлажда въздуха до изключително ниски температури (под приблизително -150°C), за да го втечни. Чрез този процес различни газови компоненти във въздуха (като кислород, азот, аргон и др.) се разделят поради различните им точки на кипене при различни температури, като по този начин се постига разделяне. Принципът на работа на криогенния агрегат за разделяне на въздуха е да охлажда въздуха и да използва фракционираща кула за разделяне на газа. Температурите на втечняване на кислород и азот са съответно -183°C и -196°C. Производството на течен кислород и течен азот обикновено зависи от дебита на въздуха, ефективността на охлаждане и условията на работа на фракциониращата кула.
II. Разлики в производството на течен кислород и течен азот
Разликите в производството на течен кислород и течен азот се определят главно от няколко фактора: състав на въздуха, работни параметри, структура на фракциониращата кула и мащаб на производство. В криогенните агрегати за разделяне на въздуха, производството на кислород и азот обикновено се генерира в определено съотношение. Като цяло, производството на течен кислород е относително по-ниско от това на течен азот, но търсенето на течен кислород също непрекъснато се увеличава, особено в медицинската, стоманодобивната и химическата промишленост.
Търсенето на течен кислород се влияе главно от концентрацията на кислород и търсенето на кислород в определени промишлени приложения. В някои промишлени приложения увеличаването на концентрацията на кислород води директно до увеличаване на търсенето на течен кислород. Например, технологиите за обогатяване с кислород в стоманодобивната промишленост, процесите на горене с високо съдържание на кислород в производството на стъкло и др., всички те изискват относително достатъчно количество течен кислород. Приложението на течен азот е по-широко разпространено и обхваща медицинската, електронната, аерокосмическата и други индустрии. В тези индустрии течният азот се използва широко за охлаждане, съхранение и втечняване на течни азотни газове.
III. Фактори, влияещи върху производството на течен кислород и течен азот
Производството на течен кислород и течен азот не само се влияе от пазарното търсене, но е ограничено и от оперативната ефективност на криогенния агрегат за разделяне на въздуха, дебита на въздуха и технологията за охлаждане, наред с други фактори. Първо, дебитът на въздуха е един от най-важните фактори, влияещи върху производството на течен кислород и течен азот. Колкото по-голям е дебитът на въздуха, толкова по-голямо е общото количество произведен течен кислород и течен азот. Второ, ефективността на фракциониращата кула също е много важна за производството. Фактори като височината на фракциониращата кула, работната температура и коефициентът на обратен хладник на газ влияят върху ефективността на разделяне на кислород и азот, като по този начин влияят върху крайното производство.
Ефективността на проектиране и експлоатация на охлаждащото оборудване пряко влияе върху експлоатационните разходи и производствения капацитет на криогенния агрегат за разделяне на въздуха. Ако ефективността на охладителната система е ниска, ефективността на втечняване на въздуха ще бъде значително намалена, което ще повлияе на производството на течен кислород и течен азот. Следователно, съвременните технологии и оборудване за охлаждане са от голямо значение за подобряване на производствения капацитет.
IV. Оптимизационни мерки за производството на течен кислород и течен азот
За да увеличат производството на течен кислород и течен азот, много предприятия оптимизират работните параметри на криогенните агрегати за разделяне на въздуха, за да постигнат по-ефективно производство. От една страна, увеличаването на дебита на въздуха може да увеличи общия обем на производството на газ; от друга страна, подобряването на оперативната ефективност на фракциониращата кула, оптимизирайки разпределението на температурата и налягането в кулата, също може ефективно да подобри ефективността на разделяне на течен кислород и течен азот. Освен това, през последните години оборудването за производство на течен кислород и течен азот внедри по-модерни технологии за охлаждане, като например използване на многостепенни охладителни системи, което може допълнително да подобри ефективността на втечняване и по този начин да увеличи производството на течен кислород и течен азот.
V. Пазарно търсене на течен кислород и течен азот, получени от криогенно разделяне на въздуха
Разликите в пазарното търсене на течен кислород и течен азот са един от важните фактори за сравнение на производството. Търсенето на течен кислород обикновено е значително повлияно от специфични индустрии, особено в стоманодобивната промишленост, спешната медицинска помощ и производството на електроника, където търсенето на течен кислород е стабилно и се увеличава с всяка изминала година. Например, с непрекъснатото развитие на медицинската индустрия, приложението на течен кислород в спешното лечение, терапията и хирургическите операции става все по-широко разпространено, което води до растеж на пазарното търсене на течен кислород. В същото време, широкото приложение на течен азот в замразените храни, транспортирането на течен газ и др. също доведе до непрекъснат растеж на търсенето на течен азот.
Капацитетът за доставка на течен кислород и течен азот е тясно свързан с мащаба на оборудването и оперативната ефективност на производствените предприятия. Големите инсталации за дълбоко криогенно разделяне на въздуха обикновено предлагат по-висок производствен капацитет, но също така изискват по-висока консумация на енергия и по-строга поддръжка на оборудването. От друга страна, дребномащабното оборудване има предимства по отношение на гъвкавостта и контрола на разходите и може да осигури навременно снабдяване за някои дребномащабни промишлени приложения.
От горния сравнителен анализ може да се види, че производството на течен кислород и течен азот в процеса на дълбоко криогенно разделяне на въздуха се влияе от различни фактори, включително дебит на въздуха, оперативната ефективност на фракциониращата кула и техническото ниво на охладителната система. Въпреки че производството на течен кислород и течен азот обикновено показва определена пропорционална връзка, пазарното търсене, производствената ефективност и непрекъснатото усъвършенстване на технологията на оборудването все още предоставят широко пространство за оптимизиране на производството на тези два газа.
С развитието на индустрията и технологичния прогрес се очаква технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха да постигне по-висок производствен капацитет и по-ниска консумация на енергия в бъдеще. Като два важни промишлени газа, пазарните перспективи на течния кислород и течния азот остават широки. Чрез непрекъснато технологично усъвършенстване и повишена ефективност на производството, производственият капацитет на течния кислород и течния азот ще бъде в по-голямо съответствие с пазарното търсене, осигурявайки по-стабилно и ефективно снабдяване с газ за всички индустрии.
Анна Тел./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Време на публикуване: 21 юли 2025 г.