Технологија криогене сепарације ваздуха једна је од важних метода за производњу азота и кисеоника високе чистоће у савременој индустрији. Ова технологија се широко користи у разним индустријама као што су металургија, хемијско инжењерство и медицина. Овај чланак ће детаљно истражити како криогена сепарација ваздуха производи азот и кисеоник високе чистоће, као и кључне кораке и опрему укључену у процес.
1. Основни принцип криогеног раздвајања ваздуха
Криогено раздвајање ваздуха је процес којим се главне компоненте ваздуха раздвајају снижавањем температуре. Ваздух се углавном састоји од азота, кисеоника и мале количине аргона. Компресијом и хлађењем ваздуха на изузетно ниску температуру, ваздух се укапљује, а затим се различите тачке кључања сваког гаса користе за дестилацију ради раздвајања азота и кисеоника. Тачка кључања азота је -195,8℃, а кисеоника -183℃, тако да се могу одвојено пречистити поступном дестилацијом.
2. Фаза претходне обраде: Пречишћавање ваздуха
У процесу криогеног раздвајања ваздуха, претходна обрада ваздуха је кључни први корак. Ваздух садржи нечистоће попут прашине, угљен-диоксида и влаге, које ће се смрзнути у окружењу ниске температуре, узрокујући зачепљење опреме. Због тога се ваздух прво подвргава корацима филтрације, компресије и сушења како би се уклониле нечистоће и влага. Типично, сушачи и молекуларно-ситасти адсорбери су важна опрема која се користи за уклањање нечистоћа из ваздуха, обезбеђујући стабилност и ефикасност наредног процеса криогеног раздвајања.
3. Компресија и хлађење ваздуха
Пречишћени ваздух треба компримовати, обично помоћу више компресора како би се притисак ваздуха повећао на 5-6 мегапаскала. Компримовани ваздух се затим хлади помоћу измењивача топлоте са враћеним гасом на ниској температури, постепено смањујући температуру како би се приближио тачки утечњавања. У овом процесу, измењивачи топлоте играју кључну улогу, јер могу ефикасно смањити потрошњу енергије и побољшати ефикасност хлађења, осигуравајући да се ваздух може утечнити под условима ниске температуре, обезбеђујући услове за накнадну дестилацију.
4. Утечњавање и дестилација ваздуха
У криогеном сепарационом торњу, компримовани и охлађени ваздух се даље хлади до течног стања. Течни ваздух се шаље у дестилациони торањ ради раздвајања. Дестилациони торањ је подељен на два дела: торањ високог притиска и торањ ниског притиска. У торњу високог притиска, ваздух се раздваја на сирови кисеоник и сирови азот, а затим се сирови кисеоник и сирови азот даље дестилују у торњу ниског притиска да би се добили кисеоник и азот високе чистоће. Раздвајање азота и кисеоника углавном користи њихова различита физичка својства тачака кључања, тако да се ефикасно раздвајање може постићи у дестилационом торњу.
5. Процес пречишћавања
Кисеоник и азот одвојени у дестилационом торњу и даље садрже малу количину нечистоћа, па их је потребно додатно пречистити како би се испунили индустријски и медицински стандарди. Чистоћа азота може се побољшати катализаторима за деоксигенацију водоника, док се чистоћа кисеоника може постићи процесима поновне дестилације. Да би се побољшала чистоћа произведеног гаса, обично се користи опрема као што су пречишћивачи азота и пречишћивачи кисеоника, чиме се на крају добијају производи кисеоника и азота високе чистоће.
6. Примена азота и кисеоника
Азот и кисеоник високе чистоће произведени технологијом криогене сепарације ваздуха широко се користе у више индустрија. Азот високе чистоће се користи у хемијској индустрији као заштитни гас и гас носач, у прехрамбеној индустрији за конзервирање и паковање, а кисеоник се широко користи у медицинској и заваривачкој индустрији. У металуршкој индустрији, кисеоник се такође користи за побољшање ефикасности сагоревања и смањење емисије угљеника. У овим применама, чистоћа гаса је кључна за одређивање његове применљивости, а технологија криогене сепарације ваздуха стекла је широко признање због свог ефикасног одвајања и високе чистоће производа.
7. Предности и изазови криогене технологије раздвајања ваздуха
Технологија криогене сепарације ваздуха је фаворизована у индустријском сектору због своје високе чистоће и високе ефикасности. Међутим, ова технологија се такође суочава са неким изазовима, као што су висока потрошња енергије и високи трошкови одржавања опреме. Да би се смањила потрошња енергије, модерна опрема за криогену сепарацију ваздуха обично долази са напредним системима за уштеду енергије, као што су уређаји за рекуперацију топлоте и вишестепени системи за компресионо хлађење. Штавише, примена технологије аутоматизације управљања значајно је побољшала оперативну ефикасност и безбедност јединица за дубоку криогену сепарацију ваздуха. Кроз технолошку оптимизацију и побољшања опреме, енергетска ефикасност и стабилност система за дубоку криогену сепарацију ваздуха су континуирано побољшаване, што додатно промовише њихову примену у различитим индустријама.
Дубоко криогено раздвајање ваздуха тренутно је једна од најефикаснијих метода за производњу азота и кисеоника високе чистоће. Оно ефикасно одваја и пречишћава кисеоник и азот из ваздуха кроз више корака као што су претходна обрада ваздуха, компресија, хлађење, утечњавање и дестилација. Иако процес дубоког криогеног раздвајања ваздуха има велику потрошњу енергије и сложену опрему, његов ефикасан ефекат раздвајања и производ високе чистоће чине ову технологију неопходном у више индустрија.
Ана Тел./Вхатсапп/Вецхат:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Време објаве: 14. јул 2025.