HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Technológia kryogénnej separácie vzduchu je jednou z dôležitých metód na výrobu vysoko čistého dusíka a kyslíka v modernom priemysle. Táto technológia sa široko používa v rôznych odvetviach, ako je metalurgia, chemické inžinierstvo a medicína. Tento článok sa podrobne zaoberá tým, ako kryogénna separácia vzduchu produkuje vysoko čistý dusík a kyslík, ako aj kľúčovými krokmi a zariadeniami, ktoré sa v tomto procese používajú.

1. Základný princíp kryogénnej separácie vzduchu

Kryogénna separácia vzduchu je proces, ktorý oddeľuje hlavné zložky vzduchu znížením teploty. Vzduch pozostáva prevažne z dusíka, kyslíka a malého množstva argónu. Stlačením a ochladením vzduchu na extrémne nízku teplotu sa vzduch skvapalní a potom sa rôzne body varu každého plynu využijú na destiláciu na oddelenie dusíka a kyslíka. Bod varu dusíka je -195,8 ℃ a kyslíka -183 ℃, takže sa dajú čistiť samostatne pomocou stupňovitej destilácie.

2. Fáza predúpravy: Čistenie vzduchu

V procese kryogénnej separácie vzduchu je predúprava vzduchu kľúčovým prvým krokom. Vzduch obsahuje nečistoty, ako je prach, oxid uhličitý a vlhkosť, ktoré v prostredí s nízkou teplotou zamrznú a spôsobia upchatie zariadenia. Preto sa vzduch najprv podrobí filtrácii, kompresii a sušeniu, aby sa odstránili nečistoty a vlhkosť. Dôležitými zariadeniami používanými na odstraňovanie nečistôt zo vzduchu sú zvyčajne sušičky a adsorbéry s molekulárnymi sitami, ktoré zabezpečujú stabilitu a účinnosť následného kryogénneho separačného procesu.

3. Kompresia a chladenie vzduchu

Vyčistený vzduch je potrebné stlačiť, zvyčajne pomocou viacerých kompresorov, aby sa tlak vzduchu zvýšil na 5 – 6 megapaskalov. Stlačený vzduch sa potom ochladí pomocou výmenníkov tepla s vráteným plynom pri nízkej teplote, pričom sa teplota postupne znižuje, aby sa priblížila k bodu skvapalnenia. V tomto procese zohrávajú výmenníky tepla kľúčovú úlohu, pretože dokážu účinne znížiť spotrebu energie a zlepšiť účinnosť chladenia, čím zabezpečia, že vzduch sa môže skvapalniť za podmienok nízkej teploty, čím sa vytvoria podmienky pre následnú destilačnú separáciu.

4. Skvapalňovanie a destilácia vzduchu

V kryogénnej separačnej veži sa stlačený a ochladený vzduch ďalej ochladzuje do skvapalneného stavu. Skvapalnený vzduch sa posiela do destilačnej veže na separáciu. Destilačná veža je rozdelená na dve časti: vysokotlakovú vežu a nízkotlakovú vežu. Vo vysokotlakovej veži sa vzduch separuje na surový kyslík a surový dusík a potom sa surový kyslík a surový dusík ďalej destilujú v nízkotlakovej veži, čím sa získa vysoko čistý kyslík a dusík. Separácia dusíka a kyslíka využíva najmä ich odlišné fyzikálne vlastnosti, body varu, takže v destilačnej veži je možné dosiahnuť efektívnu separáciu.

5. Proces čistenia

Kyslík a dusík oddelené v destilačnej veži stále obsahujú malé množstvo nečistôt, preto je potrebné ich ďalej čistiť, aby spĺňali priemyselné a medicínske štandardy. Čistotu dusíka je možné zlepšiť pomocou katalyzátorov na deoxygenáciu vodíka, zatiaľ čo čistotu kyslíka je možné dosiahnuť opätovnou destiláciou. Na zlepšenie čistoty produkčného plynu sa zvyčajne používajú zariadenia, ako sú čističe dusíka a kyslíka, ktoré v konečnom dôsledku získavajú vysoko čisté kyslíkové a dusíkaté produkty.

6. Aplikácie dusíka a kyslíka

Vysoko čistý dusík a kyslík vyrobené technológiou kryogénnej separácie vzduchu sa široko používajú v mnohých odvetviach. Vysoko čistý dusík sa používa v chemickom priemysle ako ochranný plyn a nosný plyn, v potravinárskom priemysle na konzerváciu a balenie a kyslík sa široko používa v medicínskom a zváračskom priemysle. V metalurgickom priemysle sa kyslík používa aj na zlepšenie účinnosti spaľovania a zníženie emisií uhlíka. V týchto aplikáciách je čistota plynu kľúčom k určeniu jeho použiteľnosti a technológia kryogénnej separácie vzduchu si získala široké uznanie za svoju účinnú separáciu a vysoký čistý výstup.

7. Výhody a výzvy kryogénnej technológie separácie vzduchu

Technológia kryogénnej separácie vzduchu je v priemyselnom sektore uprednostňovaná vďaka svojej vysokej čistote a vysokej účinnosti. Táto technológia však čelí aj niektorým výzvam, ako je vysoká spotreba energie a vysoké náklady na údržbu zariadení. Na zníženie spotreby energie sú moderné zariadenia na kryogénnu separáciu vzduchu zvyčajne vybavené pokročilými systémami na úsporu energie, ako sú zariadenia na spätné získavanie tepla a viacstupňové kompresné chladiace systémy. Okrem toho, aplikácia technológie automatizovaného riadenia výrazne zvýšila prevádzkovú účinnosť a bezpečnosť jednotiek hlbokej kryogénnej separácie vzduchu. Vďaka technologickej optimalizácii a vylepšeniam zariadení sa neustále zlepšuje energetická účinnosť a stabilita systémov hlbokej kryogénnej separácie vzduchu, čo ďalej podporuje ich uplatnenie v rôznych odvetviach.

Hlboká kryogénna separácia vzduchu je v súčasnosti jednou z najúčinnejších metód na výrobu vysoko čistého dusíka a kyslíka. Účinne oddeľuje a čistí kyslík a dusík zo vzduchu prostredníctvom viacerých krokov, ako je predúprava vzduchu, kompresia, chladenie, skvapalňovanie a destilácia. Hoci proces hlbokej kryogénnej separácie vzduchu má vysokú spotrebu energie a zložité zariadenie, jeho účinný separačný účinok a výstup vysoko čistého produktu robia túto technológiu nevyhnutnou v mnohých odvetviach.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com