HANGŽOU NUZHUO TEHNOLOĢIJU GRUPA CO., LTD.

Dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģija ir metode, kas atdala galvenās gaisa sastāvdaļas (slāpekli, skābekli un argonu), izmantojot zemu temperatūru. To plaši izmanto tādās nozarēs kā tērauda, ķīmijas, farmācijas un elektronikas rūpniecība. Pieaugot pieprasījumam pēc gāzēm, dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģijas pielietojums kļūst arvien plašāks. Šajā rakstā tiks rūpīgi aplūkots dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas ražošanas process, tostarp tā darbības princips, galvenās iekārtas, darbības soļi un pielietojums dažādās nozarēs.

Kriogēnās gaisa atdalīšanas tehnoloģijas pārskats

Kriogēnās gaisa atdalīšanas pamatprincips ir gaisa atdzesēšana līdz ārkārtīgi zemai temperatūrai (parasti zem -150°C), lai gaisa komponentus varētu atdalīt atbilstoši to dažādajām viršanas temperatūrām. Parasti kriogēnās gaisa atdalīšanas iekārta kā izejvielu izmanto gaisu un iziet cauri tādiem procesiem kā saspiešana, dzesēšana un izplešanās, visbeidzot atdalot no gaisa slāpekli, skābekli un argonu. Šī tehnoloģija var ražot augstas tīrības pakāpes gāzes un, precīzi regulējot procesa parametrus, atbilst stingrajām gāzes kvalitātes prasībām dažādās rūpniecības jomās.

Kriogēnā gaisa atdalīšanas iekārta ir sadalīta trīs galvenajās daļās: gaisa kompresors, gaisa priekšdzesētājs un aukstuma kaste. Gaisa kompresors tiek izmantots, lai saspiestu gaisu līdz augstam spiedienam (parasti 5–6 MPa), priekšdzesētājs samazina gaisa temperatūru, to atdzesējot, un aukstuma kaste ir visa kriogēnā gaisa atdalīšanas procesa galvenā daļa, ieskaitot frakcionēšanas torni, ko izmanto gāzu atdalīšanai.

Gaisa saspiešana un dzesēšana

Gaisa saspiešana ir pirmais solis kriogēnajā gaisa atdalīšanā, kuras galvenais mērķis ir saspiest gaisu atmosfēras spiedienā līdz augstākam spiedienam (parasti 5–6 MPa). Pēc tam, kad gaiss caur kompresoru nonāk sistēmā, tā temperatūra saspiešanas procesa dēļ ievērojami paaugstinās. Tāpēc ir jāveic virkne dzesēšanas darbību, lai samazinātu saspiestā gaisa temperatūru. Izplatītākās dzesēšanas metodes ietver ūdens dzesēšanu un gaisa dzesēšanu, un labs dzesēšanas efekts var nodrošināt, ka saspiestais gaiss nerada nevajadzīgu slodzi iekārtām turpmākās apstrādes laikā.

Pēc gaisa sākotnējās atdzesēšanas tas nonāk nākamajā posmā — iepriekšējas atdzesēšanas posmā. Iepriekšējas atdzesēšanas posmā parasti kā dzesēšanas vidi izmanto slāpekli vai šķidru slāpekli, un, izmantojot siltumapmaiņas iekārtas, saspiestā gaisa temperatūra tiek vēl vairāk samazināta, sagatavojot to turpmākajam kriogēnajam procesam. Ar iepriekšējas atdzesēšanas palīdzību gaisa temperatūru var samazināt līdz gandrīz sašķidrināšanas temperatūrai, nodrošinot nepieciešamos apstākļus gaisa komponentu atdalīšanai.

Zemas temperatūras izplešanās un gāzu atdalīšana

Pēc gaisa saspiešanas un iepriekšējas atdzesēšanas nākamais svarīgais solis ir zemas temperatūras izplešanās un gāzu atdalīšana. Zemas temperatūras izplešanās tiek panākta, strauji izplešot saspiestu gaisu caur izplešanās vārstu līdz normālam spiedienam. Izplešanās procesa laikā gaisa temperatūra ievērojami pazemināsies, sasniedzot sašķidrināšanas temperatūru. Slāpeklis un skābeklis gaisā sāks sašķidrināties dažādās temperatūrās to viršanas punktu atšķirību dēļ.

Kriogēnās gaisa atdalīšanas iekārtās sašķidrinātais gaiss nonāk aukstuma kamerā, kur frakcionēšanas tornis ir galvenā gāzu atdalīšanas sastāvdaļa. Frakcionēšanas torņa pamatprincips ir izmantot dažādu gaisa komponentu viršanas temperatūras atšķirības, gāzei paceļoties un krītot aukstuma kamerā, lai panāktu gāzu atdalīšanu. Slāpekļa viršanas temperatūra ir -195,8 °C, skābekļa viršanas temperatūra ir -183 °C un argona viršanas temperatūra ir -185,7 °C. Regulējot temperatūru un spiedienu tornī, var panākt efektīvu gāzu atdalīšanu.

Gāzu atdalīšanas process frakcionēšanas tornī ir ļoti precīzs. Parasti slāpekļa, skābekļa un argona iegūšanai izmanto divpakāpju frakcionēšanas torņa sistēmu. Vispirms slāpeklis tiek atdalīts frakcionēšanas torņa augšējā daļā, bet šķidrais skābeklis un argons tiek koncentrēti apakšējā daļā. Lai uzlabotu atdalīšanas efektivitāti, tornī var pievienot dzesētāju un atkārtotu iztvaicētāju, kas var vēl precīzāk kontrolēt gāzu atdalīšanas procesu.

Iegūtais slāpeklis parasti ir augstas tīrības pakāpes (virs 99,99%), ko plaši izmanto metalurģijā, ķīmiskajā rūpniecībā un elektronikā. Skābekli izmanto medicīnā, tērauda rūpniecībā un citās enerģijas patēriņa ziņā augstas rūpniecības nozarēs, kurām nepieciešams skābeklis. Argons kā reta gāze parasti tiek iegūta, izmantojot gāzu atdalīšanas procesu, ar augstu tīrības pakāpi un plaši izmantota metināšanā, kausēšanā un lāzergriešanā, kā arī citās augsto tehnoloģiju jomās. Automatizētā vadības sistēma var pielāgot dažādus procesa parametrus atbilstoši faktiskajām vajadzībām, optimizēt ražošanas efektivitāti un samazināt enerģijas patēriņu.

Turklāt dziļās kriogēnās gaisa atdalīšanas sistēmas optimizācija ietver arī enerģijas taupīšanas un emisiju kontroles tehnoloģijas. Piemēram, atgūstot sistēmā zemas temperatūras enerģiju, var samazināt enerģijas zudumus un uzlabot kopējo enerģijas izmantošanas efektivitāti. Turklāt, ņemot vērā arvien stingrākos vides noteikumus, modernās dziļās kriogēnās gaisa atdalīšanas iekārtas pievērš lielāku uzmanību arī kaitīgo gāzu emisiju samazināšanai un ražošanas procesa videi draudzīguma uzlabošanai.

Dziļās kriogēnās gaisa atdalīšanas pielietojumi

Dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģijai ir ne tikai svarīgs pielietojums rūpniecisko gāzu ražošanā, bet tai ir arī nozīmīga loma vairākās jomās. Tērauda, mēslošanas līdzekļu un naftas ķīmijas rūpniecībā dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģija tiek izmantota, lai nodrošinātu augstas tīrības pakāpes gāzes, piemēram, skābekli un slāpekli, tādējādi nodrošinot efektīvus ražošanas procesus. Elektronikas rūpniecībā dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas rezultātā iegūtais slāpeklis tiek izmantots atmosfēras kontrolei pusvadītāju ražošanā. Medicīnas nozarē augstas tīrības pakāpes skābeklis ir ļoti svarīgs pacientu elpošanas atbalstam.

Turklāt dziļās kriogēnās gaisa atdalīšanas tehnoloģijai ir svarīga loma arī šķidrā skābekļa un šķidrā slāpekļa uzglabāšanā un transportēšanā. Situācijās, kad augstspiediena gāzes nevar transportēt, šķidrais skābeklis un šķidrais slāpeklis var efektīvi samazināt apjomu un samazināt transportēšanas izmaksas.

Secinājums

Dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģija ar tās efektīvajām un precīzajām gāzu atdalīšanas iespējām tiek plaši pielietota dažādās rūpniecības jomās. Tehnoloģiju attīstībai attīstoties, dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas process kļūs viedāks un energoefektīvāks, vienlaikus uzlabojot gāzu atdalīšanas tīrību un ražošanas efektivitāti. Nākotnē dziļās kriogēnā gaisa atdalīšanas tehnoloģijas inovācijas vides aizsardzības un resursu atgūšanas ziņā kļūs arī par galveno nozares attīstības virzienu.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com