HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Technologia kriogenicznej separacji powietrza jest jedną z najważniejszych metod produkcji azotu i tlenu o wysokiej czystości we współczesnym przemyśle. Technologia ta jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu, takich jak metalurgia, inżynieria chemiczna i medycyna. W tym artykule szczegółowo omówiono sposób, w jaki kriogeniczna separacja powietrza wytwarza azot i tlen o wysokiej czystości, a także kluczowe etapy i urządzenia wykorzystywane w tym procesie.

1. Podstawowa zasada kriogenicznej separacji powietrza

Kriogeniczna separacja powietrza to proces, który oddziela główne składniki powietrza poprzez obniżenie temperatury. Powietrze składa się głównie z azotu, tlenu i niewielkiej ilości argonu. Poprzez sprężanie i schładzanie powietrza do ekstremalnie niskiej temperatury, powietrze jest skraplane, a następnie różne temperatury wrzenia każdego gazu są wykorzystywane do destylacji w celu oddzielenia azotu i tlenu. Temperatura wrzenia azotu wynosi -195,8℃, a tlenu -183℃, dlatego można je oczyszczać oddzielnie poprzez destylację etapową.

2. Etap wstępnego oczyszczania: Oczyszczanie powietrza

W procesie kriogenicznej separacji powietrza, wstępna obróbka powietrza jest kluczowym pierwszym etapem. Powietrze zawiera zanieczyszczenia, takie jak pył, dwutlenek węgla i wilgoć, które zamarzają w niskich temperaturach, powodując zatkanie urządzeń. Dlatego powietrze jest najpierw poddawane filtracji, sprężaniu i suszeniu w celu usunięcia zanieczyszczeń i wilgoci. Zazwyczaj suszarki i sita molekularne są ważnymi urządzeniami służącymi do usuwania zanieczyszczeń z powietrza, zapewniając stabilność i wydajność późniejszego procesu separacji kriogenicznej.

3. Sprężanie i chłodzenie powietrza

Oczyszczone powietrze musi zostać sprężone, zazwyczaj za pomocą wielu sprężarek, aby zwiększyć ciśnienie do 5-6 megapaskali. Sprężone powietrze jest następnie schładzane w wymiennikach ciepła, a powracający gaz ma niską temperaturę, stopniowo obniżając ją do punktu skraplania. W tym procesie wymienniki ciepła odgrywają kluczową rolę, ponieważ mogą skutecznie zmniejszyć zużycie energii i poprawić wydajność chłodzenia, zapewniając skraplanie powietrza w niskich temperaturach, co stwarza warunki do późniejszej separacji destylacyjnej.

4. Skraplanie i destylacja powietrza

W kriogenicznej wieży separacyjnej sprężone i schłodzone powietrze jest następnie schładzane do stanu skroplonego. Skroplone powietrze jest przesyłane do wieży destylacyjnej w celu separacji. Wieża destylacyjna jest podzielona na dwie części: wieżę wysokiego ciśnienia i wieżę niskiego ciśnienia. W wieży wysokiego ciśnienia powietrze jest rozdzielane na tlen surowy i azot surowy, a następnie tlen surowy i azot surowy są poddawane dalszej destylacji w wieży niskiego ciśnienia w celu uzyskania tlenu i azotu o wysokiej czystości. Separacja azotu i tlenu wykorzystuje głównie ich różne właściwości fizyczne, takie jak temperatura wrzenia, co pozwala na skuteczną separację w wieży destylacyjnej.

5. Proces oczyszczania

Tlen i azot oddzielone w wieży destylacyjnej nadal zawierają niewielką ilość zanieczyszczeń, dlatego wymagają dalszego oczyszczania, aby spełnić standardy przemysłowe i medyczne. Czystość azotu można poprawić za pomocą katalizatorów deoksygenacji wodoru, a czystość tlenu można osiągnąć poprzez procesy redestylacji. Aby poprawić czystość gazu produktowego, zazwyczaj stosuje się urządzenia takie jak oczyszczacze azotu i tlenu, co ostatecznie pozwala uzyskać tlen i azot o wysokiej czystości.

6. Zastosowania azotu i tlenu

Wysokiej czystości azot i tlen wytwarzane w technologii kriogenicznej separacji powietrza są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Azot o wysokiej czystości jest wykorzystywany w przemyśle chemicznym jako gaz ochronny i nośny, w przemyśle spożywczym do konserwacji i pakowania, a tlen jest szeroko stosowany w medycynie i spawalnictwie. W przemyśle metalurgicznym tlen jest również wykorzystywany do poprawy efektywności spalania i redukcji emisji dwutlenku węgla. W tych zastosowaniach czystość gazu jest kluczowa dla jego przydatności, a technologia kriogenicznej separacji powietrza zyskała szerokie uznanie ze względu na swoją wydajną separację i wysoką czystość produktu.

7. Zalety i wyzwania technologii kriogenicznej separacji powietrza

Technologia kriogenicznej separacji powietrza jest preferowana w sektorze przemysłowym ze względu na wysoką czystość i wydajność. Jednak technologia ta wiąże się również z pewnymi wyzwaniami, takimi jak wysokie zużycie energii i wysokie koszty konserwacji urządzeń. Aby zmniejszyć zużycie energii, nowoczesne urządzenia do kriogenicznej separacji powietrza są zazwyczaj wyposażone w zaawansowane systemy oszczędzania energii, takie jak urządzenia do odzysku ciepła i wielostopniowe układy chłodzenia z kompresją. Ponadto, zastosowanie technologii automatyki znacznie zwiększyło wydajność operacyjną i bezpieczeństwo głębokich kriogenicznych jednostek separacji powietrza. Dzięki optymalizacji technologicznej i udoskonaleniom urządzeń, efektywność energetyczna i stabilność głębokich kriogenicznych systemów separacji powietrza są stale ulepszane, co jeszcze bardziej sprzyja ich zastosowaniu w różnych gałęziach przemysłu.

Głęboka kriogeniczna separacja powietrza jest obecnie jedną z najskuteczniejszych metod produkcji azotu i tlenu o wysokiej czystości. Skutecznie oddziela i oczyszcza tlen i azot z powietrza poprzez szereg etapów, takich jak wstępne uzdatnianie powietrza, sprężanie, chłodzenie, skraplanie i destylacja. Chociaż proces głębokiej kriogenicznej separacji powietrza charakteryzuje się wysokim zużyciem energii i wymaga skomplikowanego sprzętu, jego efektywna separacja i wysoka czystość produktu sprawiają, że technologia ta jest niezastąpiona w wielu gałęziach przemysłu.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com