Технологијата за длабоко криогено одвојување на воздухот е метод што ги одвојува главните компоненти (азот, кислород и аргон) во воздухот преку ниски температури. Широко се користи во индустрии како што се челичната, хемиската, фармацевтската и електронската индустрија. Со зголемената побарувачка за гасови, примената на технологијата за длабоко криогено одвојување на воздухот станува сè пораспространета. Во овој напис детално ќе се разгледа процесот на производство на длабоко криогено одвојување на воздухот, вклучувајќи го неговиот принцип на работа, главната опрема, чекорите на работа и неговата примена во различни индустрии.
Преглед на технологијата за криогено одвојување на воздухот
Основниот принцип на криогената воздушна сепарација е ладење на воздухот на екстремно ниски температури (генерално под -150°C), така што компонентите во воздухот можат да се одвојат според нивните различни точки на вриење. Вообичаено, единицата за криогената воздушна сепарација го користи воздухот како суровина и поминува низ процеси како што се компресија, ладење и експанзија, конечно одвојувајќи го азот, кислородот и аргонот од воздухот. Оваа технологија може да произведува гасови со висока чистота и, со прецизно регулирање на параметрите на процесот, да ги исполни строгите барања за квалитет на гасот во различни индустриски области.
Криогената единица за сепарација на воздух е поделена на три главни делови: воздушен компресор, претладилник за воздух и ладилна кутија. Воздушниот компресор се користи за компресирање на воздухот до висок притисок (обично 5-6 MPa), претладилникот ја намалува температурата на воздухот преку ладење, а ладилната кутија е клучен дел од целиот процес на криогена сепарација на воздух, вклучувајќи ја и кулата за фракционирање, која се користи за постигнување на сепарација на гасови.
Компресија на воздух и ладење
Компресијата на воздухот е првиот чекор во криогеното одвојување на воздухот, главно со цел да се компресира воздухот при атмосферски притисок до повисок притисок (обично 5-6 MPa). Откако воздухот ќе влезе во системот преку компресорот, неговата температура значително ќе се зголеми поради процесот на компресија. Затоа, мора да се изврши серија чекори за ладење за да се намали температурата на компримираниот воздух. Вообичаените методи на ладење вклучуваат ладење со вода и ладење со воздух, а добар ефект на ладење може да осигури дека компримираниот воздух нема да предизвика непотребно оптоварување на опремата за време на последователната обработка.
Откако воздухот ќе се прелиминарно излади, тој влегува во следната фаза на претходно ладење. Фазата на претходно ладење обично користи азот или течен азот како медиум за ладење, а преку опрема за размена на топлина, температурата на компримираниот воздух дополнително се намалува, подготвувајќи се за последователниот криогенски процес. Преку претходно ладење, температурата на воздухот може да се намали блиску до температурата на втечнување, обезбедувајќи ги потребните услови за одвојување на компонентите во воздухот.
Експанзија на ниска температура и сепарација на гасови
Откако воздухот ќе се компресира и претходно ќе се излади, следниот клучен чекор е нискотемпературно ширење и одвојување на гасот. Нискотемпературното ширење се постигнува со брзо ширење на компримираниот воздух преку експанзионен вентил до нормален притисок. За време на процесот на ширење, температурата на воздухот значително ќе се намали, достигнувајќи ја температурата на втечнување. Азотот и кислородот во воздухот ќе почнат да се втечнуваат на различни температури поради нивните разлики во точките на вриење.
Во опремата за криогено одвојување на воздух, течниот воздух влегува во ладилникот, каде што кулата за фракционирање е клучен дел за одвојување на гасови. Основниот принцип на кулата за фракционирање е да се искористат разликите во точките на вриење на различните компоненти во воздухот, преку гасот што се крева и паѓа во ладилникот, за да се постигне одвојување на гасови. Точката на вриење на азотот е -195,8°C, на кислородот е -183°C, а на аргонот е -185,7°C. Со прилагодување на температурата и притисокот во кулата, може да се постигне ефикасно одвојување на гасовите.
Процесот на сепарација на гасови во кулата за фракционирање е многу прецизен. Вообичаено, за екстракција на азот, кислород и аргон се користи двостепен систем на кула за фракционирање. Прво, азотот се одвојува во горниот дел од кулата за фракционирање, додека течниот кислород и аргонот се концентрираат во долниот дел. За да се подобри ефикасноста на сепарацијата, во кулата може да се додадат ладилник и реиспарувач, кои дополнително можат прецизно да го контролираат процесот на сепарација на гасови.
Извлечениот азот обично е со висока чистота (над 99,99%), широко користен во металургијата, хемиската индустрија и електрониката. Кислородот се користи во медицинската, челичната индустрија и други индустрии што трошат многу енергија и на кои им е потребен кислород. Аргонот, како редок гас, обично се екстрахира преку процес на сепарација на гасови, со висока чистота и широко се користи во заварување, топење и ласерско сечење, меѓу другите високотехнолошки области. Автоматизираниот систем за контрола може да ги прилагоди различните параметри на процесот според реалните потреби, да ја оптимизира ефикасноста на производството и да ја намали потрошувачката на енергија.
Покрај тоа, оптимизацијата на системот за длабоко криогено одвојување на воздухот вклучува и технологии за заштеда на енергија и контрола на емисиите. На пример, со обновување на енергијата на ниска температура во системот, може да се намали отпадот од енергија и да се подобри целокупната ефикасност на искористување на енергијата. Покрај тоа, со сè построгите еколошки прописи, модерната опрема за длабоко криогено одвојување на воздухот посветува поголемо внимание и на намалувањето на емисиите на штетни гасови и подобрувањето на еколошката припадност на производствениот процес.
Примени на длабоко криогено одвојување на воздухот
Технологијата за длабоко криогено одвојување на воздухот не само што има важна примена во производството на индустриски гасови, туку игра значајна улога и во повеќе области. Во индустријата за челик, ѓубрива и петрохемиска индустрија, технологијата за длабоко криогено одвојување на воздухот се користи за обезбедување гасови со висока чистота како што се кислород и азот, обезбедувајќи ефикасни производствени процеси. Во електронската индустрија, азотот што се обезбедува со длабоко криогено одвојување на воздухот се користи за контрола на атмосферата во производството на полупроводници. Во медицинската индустрија, кислородот со висока чистота е клучен за респираторна поддршка на пациентите.
Покрај тоа, технологијата за длабоко криогено одвојување на воздухот игра важна улога и во складирањето и транспортот на течен кислород и течен азот. Во ситуации каде што гасовите под висок притисок не можат да се транспортираат, течниот кислород и течниот азот можат ефикасно да го намалат волуменот и да ги намалат трошоците за транспорт.
Заклучок
Технологијата за длабоко криогено сепарирање на воздухот, со своите ефикасни и прецизни можности за сепарација на гасови, е широко применета во различни индустриски области. Со напредокот на технологијата, процесот на длабоко криогено сепарирање на воздухот ќе стане поинтелигентен и енергетски поефикасен, а воедно ќе се зголеми чистотата на сепарацијата на гасови и ефикасноста на производството. Во иднина, иновацијата на технологијата за длабоко криогено сепарирање на воздухот во однос на заштитата на животната средина и обновувањето на ресурсите, исто така, ќе стане клучна насока за развој на индустријата.
Ана Тел./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Време на објавување: 28 јули 2025 година