S neustálym rastúcim priemyselným dopytom sa technológia hlbokej kryogénnej separácie vzduchu stala jednou z kľúčových technológií v oblasti výroby priemyselných plynov. Jednotka hlbokej kryogénnej separácie vzduchu spracováva vzduch prostredníctvom hlbokej kryogénnej úpravy, pričom oddeľuje rôzne zložky vo vzduchu, najmä kvapalný kyslík (LOX), kvapalný dusík (LIN) a kvapalný argón (LAR). Spomedzi týchto plynov sú kvapalný kyslík a kvapalný dusík najžiadanejšie a široko sa používajú v odvetviach, ako je metalurgia, chemické inžinierstvo, elektronika, medicína a potravinárstvo. Tento článok vykoná porovnávaciu analýzu výroby kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka v procese hlbokej kryogénnej separácie vzduchu a preskúma vplyv rôznych faktorov na výrobu.

1

I. Prehľad technológie kryogénnej separácie vzduchu

Technológia kryogénnej separácie vzduchu je metóda, ktorá ochladzuje vzduch na extrémne nízke teploty (pod približne -150 °C) za účelom jeho skvapalnenia. Pri tomto procese sa rôzne plynné zložky vo vzduchu (ako napríklad kyslík, dusík, argón atď.) oddeľujú v dôsledku ich rôznych bodov varu pri rôznych teplotách, čím sa dosahuje separácia. Princíp fungovania kryogénnej jednotky na separáciu vzduchu spočíva v ochladení vzduchu a použití frakcionačnej veže na separáciu plynov. Teploty skvapalnenia kyslíka a dusíka sú -183 °C a -196 °C. Produkcia kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka zvyčajne závisí od prietoku vzduchu, účinnosti chladenia a prevádzkových podmienok frakcionačnej veže.

II. Rozdiely vo výrobe kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka

Rozdiely vo výrobe kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka sú určené najmä niekoľkými faktormi: zložením vzduchu, prevádzkovými parametrami, štruktúrou frakcionačnej veže a rozsahom výroby. V kryogénnych jednotkách na separáciu vzduchu sa kyslík a dusík zvyčajne vyrábajú v určitom pomere. Vo všeobecnosti je výroba kvapalného kyslíka relatívne nižšia ako výroba kvapalného dusíka, ale dopyt po kvapalnom kyslíku neustále rastie, najmä v medicínskom, oceliarskom a chemickom priemysle.

Dopyt po kvapalnom kyslíku je ovplyvnený najmä koncentráciou kyslíka a dopytom po kyslíku v určitých priemyselných aplikáciách. V niektorých priemyselných aplikáciách zvýšenie koncentrácie kyslíka priamo vedie k zvýšeniu dopytu po kvapalnom kyslíku. Napríklad technológie obohacovania kyslíkom v oceliarskom priemysle, procesy spaľovania s vysokým obsahom kyslíka pri výrobe skla atď., všetky vyžadujú relatívne dostatočný prísun kvapalného kyslíka. Použitie kvapalného dusíka je rozšírenejšie a zahŕňa medicínsky, elektronický, letecký a kozmický priemysel a ďalšie odvetvia. V týchto odvetviach sa kvapalný dusík široko používa na chladenie, skladovanie a skvapalňovanie kvapalných dusíkových plynov.

III. Faktory ovplyvňujúce výrobu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka

Výroba kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka nie je ovplyvnená len dopytom na trhu, ale je obmedzená aj prevádzkovou účinnosťou kryogénnej jednotky na separáciu vzduchu, prietokom vzduchu a chladiacou technológiou, okrem iných faktorov. Po prvé, prietok vzduchu je jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich výrobu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka. Čím väčší je prietok vzduchu, tým väčšie je celkové množstvo vyrobeného kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka. Po druhé, pre výrobu je veľmi dôležitá aj účinnosť frakcionačnej veže. Faktory, ako je výška frakcionačnej veže, prevádzková teplota a pomer spätného toku plynu, ovplyvňujú účinnosť separácie kyslíka a dusíka, a tým aj konečnú produkciu.

Konštrukcia a prevádzková účinnosť chladiaceho zariadenia priamo ovplyvňujú prevádzkové náklady a výrobnú kapacitu kryogénnej jednotky na separáciu vzduchu. Ak je účinnosť chladiaceho systému nízka, výrazne sa zníži účinnosť skvapalňovania vzduchu, čo ovplyvní výrobu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka. Preto majú pokročilé chladiace technológie a zariadenia veľký význam pre zlepšenie výrobnej kapacity.

IV. Optimalizačné opatrenia na výrobu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka

Aby sa zvýšila produkcia kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka, mnoho podnikov optimalizuje prevádzkové parametre kryogénnej jednotky na separáciu vzduchu, aby sa dosiahla efektívnejšia výroba. Na jednej strane môže zvýšenie prietoku vzduchu zvýšiť celkový objem produkcie plynu; na druhej strane, zlepšenie prevádzkovej účinnosti frakcionačnej veže, optimalizácia rozloženia teploty a tlaku vo veži, môže tiež účinne zlepšiť účinnosť separácie kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka. Okrem toho v posledných rokoch zariadenia na výrobu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka prijali pokročilejšie chladiace technológie, ako napríklad použitie viacstupňových chladiacich systémov, ktoré môžu ďalej zlepšiť účinnosť skvapalňovania a tým zvýšiť produkciu kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka.

V. Trhový dopyt po kvapalnom kyslíku a kvapalnom dusíku z kryogénnej separácie vzduchu

Rozdiely v dopyte po tekutom kyslíku a tekutom dusíku na trhu sú jedným z dôležitých faktorov pre porovnanie produkcie. Dopyt po tekutom kyslíku je zvyčajne výrazne ovplyvnený špecifickými odvetviami, najmä v odvetví tavenia ocele, lekárskej pohotovosti a výroby elektroniky, kde je dopyt po tekutom kyslíku stabilný a rok čo rok rastie. Napríklad s neustálym rozvojom lekárskeho priemyslu sa používanie tekutého kyslíka v urgentnej liečbe, terapii a chirurgických zákrokoch stáva čoraz rozšírenejším, čo poháňa rast dopytu po tekutom kyslíku na trhu. Zároveň rozsiahle používanie tekutého dusíka v mrazených potravinách, preprave tekutých plynov atď. viedlo k neustálemu rastu dopytu po tekutom dusíku.

Kapacita dodávok kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka úzko súvisí s veľkosťou zariadenia a prevádzkovou efektívnosťou výrobných podnikov. Veľké kryogénne jednotky na separáciu vzduchu zvyčajne ponúkajú vyššiu výrobnú kapacitu, ale vyžadujú si aj vyššiu spotrebu energie a prísnejšiu údržbu zariadení. Na druhej strane, malé zariadenia majú výhody vo flexibilite a kontrole nákladov a môžu zabezpečiť včasné dodávky pre niektoré malé priemyselné aplikácie.

 2

Z vyššie uvedenej porovnávacej analýzy vyplýva, že produkcia kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka v procese hlbokej kryogénnej separácie vzduchu je ovplyvnená rôznymi faktormi vrátane prietoku vzduchu, prevádzkovej účinnosti frakcionačnej veže a technickej úrovne chladiaceho systému. Hoci produkcia kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka zvyčajne vykazuje určitý proporcionálny vzťah, dopyt na trhu, efektivita výroby a neustále zlepšovanie technológie zariadení stále poskytujú široký priestor pre optimalizáciu produkcie týchto dvoch plynov.

S rozvojom priemyslu a technologickým pokrokom sa očakáva, že technológia hlbokej kryogénnej separácie vzduchu v budúcnosti dosiahne vyššiu výrobnú kapacitu a nižšiu spotrebu energie. Keďže ide o dva dôležité technické plyny, trhové vyhliadky kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka zostávajú široké. Vďaka neustálemu technologickému zlepšovaniu a zvyšovaniu efektívnosti výroby bude výrobná kapacita kvapalného kyslíka a kvapalného dusíka viac zodpovedať dopytu na trhu, čo zabezpečí stabilnejšie a efektívnejšie dodávky plynu pre všetky priemyselné odvetvia.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com 


Čas uverejnenia: 21. júla 2025