ХАНДЖОУ НУЖУО ТЕХНОЛОГИЧНА ГРУПА КО., ООД

Технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха е метод, който разделя основните компоненти (азот, кислород и аргон) във въздуха чрез ниски температури. Тя се използва широко в индустрии като стоманодобивната, химическата, фармацевтичната и електронната. С нарастващото търсене на газове, приложението на технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха също става все по-широко разпространено. Тази статия ще обсъди подробно производствения процес на дълбоко криогенно разделяне на въздуха, включително неговия принцип на работа, основно оборудване, работни стъпки и приложението му в различни индустрии.

Преглед на технологията за криогенно разделяне на въздуха

Основният принцип на криогенното разделяне на въздуха е охлаждането на въздуха до изключително ниски температури (обикновено под -150°C), така че компонентите във въздуха да могат да бъдат разделени според различните им точки на кипене. Обикновено криогенната инсталация за разделяне на въздуха използва въздуха като суровина и преминава през процеси като компресия, охлаждане и разширяване, като накрая отделя азот, кислород и аргон от въздуха. Тази технология може да произвежда газове с висока чистота и чрез прецизно регулиране на параметрите на процеса да отговаря на строгите изисквания за качество на газа в различни индустриални области.

Криогенният агрегат за разделяне на въздуха е разделен на три основни части: въздушен компресор, предварителен охладител на въздуха и студена кутия. Въздушният компресор се използва за компресиране на въздуха до високо налягане (обикновено 5-6 MPa), предварителният охладител намалява температурата на въздуха чрез охлаждане, а студената кутия е основната част от целия процес на криогенно разделяне на въздуха, включително фракциониращата кула, която се използва за постигане на разделяне на газ.

Компресия и охлаждане на въздуха

Компресирането на въздух е първата стъпка в криогенното разделяне на въздуха, като основната цел е да се компресира въздухът при атмосферно налягане до по-високо налягане (обикновено 5-6 MPa). След като въздухът влезе в системата през компресора, температурата му ще се повиши значително поради процеса на компресия. Следователно, трябва да се извърши серия от стъпки на охлаждане, за да се намали температурата на сгъстения въздух. Често срещаните методи за охлаждане включват водно охлаждане и въздушно охлаждане, а добрият охлаждащ ефект може да гарантира, че сгъстеният въздух не причинява ненужно натоварване на оборудването по време на последващата обработка.

След като въздухът е предварително охладен, той преминава в следващия етап на предварително охлаждане. Етапът на предварително охлаждане обикновено използва азот или течен азот като охлаждаща среда и чрез топлообменно оборудване температурата на сгъстения въздух се понижава допълнително, подготвяйки го за последващия криогенен процес. Чрез предварително охлаждане температурата на въздуха може да се понижи до температура, близка до температурата на втечняване, осигурявайки необходимите условия за разделяне на компонентите във въздуха.

Нискотемпературно разширение и отделяне на газове

След като въздухът е компресиран и предварително охладен, следващата ключова стъпка е нискотемпературно разширение и отделяне на газ. Нискотемпературното разширение се постига чрез бързо разширяване на сгъстения въздух през разширителен вентил до нормално налягане. По време на процеса на разширяване температурата на въздуха ще спадне значително, достигайки температурата на втечняване. Азотът и кислородът във въздуха ще започнат да се втечняват при различни температури поради разликите в точките им на кипене.

В криогенното оборудване за разделяне на въздуха, втечненият въздух постъпва в студената кутия, където фракциониращата кула е ключовата част за разделянето на газовете. Основният принцип на фракциониращата кула е да се използват разликите в точките на кипене на различните компоненти във въздуха, чрез издигане и спускане на газа в студената кутия, за да се постигне разделяне на газовете. Точката на кипене на азота е -195,8°C, на кислорода е -183°C, а на аргона е -185,7°C. Чрез регулиране на температурата и налягането в кулата може да се постигне ефективно разделяне на газовете.

Процесът на разделяне на газове във фракциониращата кула е много прецизен. Обикновено се използва двустепенна система от фракциониращи кули за извличане на азот, кислород и аргон. Първо, азотът се отделя в горната част на фракциониращата кула, докато течният кислород и аргонът се концентрират в долната част. За да се подобри ефективността на разделяне, в кулата може да се добави охладител и повторен изпарител, което може допълнително да контролира прецизно процеса на разделяне на газове.

Извлеченият азот обикновено е с висока чистота (над 99,99%), широко използван в металургията, химическата промишленост и електрониката. Кислородът се използва в медицината, стоманодобивната промишленост и други енергоемки индустрии, които изискват кислород. Аргонът, като рядък газ, обикновено се извлича чрез процеса на разделяне на газове, с висока чистота и се използва широко в заваряването, топенето и лазерното рязане, както и в други високотехнологични области. Автоматизираната система за управление може да регулира различни параметри на процеса според реалните нужди, да оптимизира ефективността на производството и да намали консумацията на енергия.

Освен това, оптимизацията на системата за дълбоко криогенно разделяне на въздуха включва и технологии за пестене на енергия и контрол на емисиите. Например, чрез възстановяване на нискотемпературната енергия в системата, може да се намали разхищението на енергия и да се подобри общата ефективност на използване на енергията. Освен това, с все по-строгите екологични разпоредби, съвременното оборудване за дълбоко криогенно разделяне на въздуха обръща все повече внимание на намаляването на емисиите на вредни газове и повишаването на екологичността на производствения процес.

Приложения на дълбоко криогенно разделяне на въздуха

Технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха не само има важни приложения в производството на промишлени газове, но и играе важна роля в множество области. В стоманодобивната, торовата и нефтохимическата промишленост технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха се използва за осигуряване на високочисти газове като кислород и азот, осигурявайки ефективни производствени процеси. В електронната промишленост азотът, осигурен чрез дълбоко криогенно разделяне на въздуха, се използва за контрол на атмосферата в производството на полупроводници. В медицинската промишленост високочистият кислород е от решаващо значение за дихателната поддръжка на пациентите.

Освен това, технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха също играе важна роля в съхранението и транспортирането на течен кислород и течен азот. В ситуации, когато газове под високо налягане не могат да бъдат транспортирани, течният кислород и течният азот могат ефективно да намалят обема и да понижат транспортните разходи.

Заключение

Технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха, със своите ефективни и прецизни възможности за разделяне на газове, се прилага широко в различни промишлени области. С напредването на технологиите, процесът на дълбоко криогенно разделяне на въздуха ще стане по-интелигентен и енергийно ефективен, като същевременно ще подобри чистотата на разделянето на газовете и ефективността на производството. В бъдеще иновациите в технологията за дълбоко криогенно разделяне на въздуха по отношение на опазването на околната среда и оползотворяването на ресурсите също ще се превърнат в ключова насока за развитие на индустрията.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com