HANGZHOU NUZHUO TEKNOLOGIGRUPPE CO., LTD.

Den dype kryogeniske luftseparasjonsteknologien er en metode som separerer hovedkomponentene (nitrogen, oksygen og argon) i luften ved lave temperaturer. Den er mye brukt i industrier som stål, kjemisk, farmasøytisk og elektronikk. Med den økende etterspørselen etter gasser blir også bruken av dyp kryogen luftseparasjonsteknologi mer og mer utbredt. Denne artikkelen vil grundig diskutere produksjonsprosessen for dyp kryogen luftseparasjon, inkludert arbeidsprinsipp, hovedutstyr, driftstrinn og anvendelse i ulike industrier.

Oversikt over kryogen luftseparasjonsteknologi

Grunnprinsippet for kryogen luftseparasjon er å kjøle ned luften til ekstremt lave temperaturer (vanligvis under -150 °C), slik at komponentene i luften kan separeres i henhold til deres forskjellige kokepunkter. Vanligvis bruker den kryogene luftseparasjonsenheten luft som råmateriale og går gjennom prosesser som kompresjon, kjøling og ekspansjon, for til slutt å separere nitrogen, oksygen og argon fra luften. Denne teknologien kan produsere gasser med høy renhet og, ved å regulere prosessparametere nøyaktig, oppfylle de strenge kravene til gasskvalitet i ulike industrifelt.

Den kryogene luftseparasjonsenheten er delt inn i tre hoveddeler: luftkompressor, luftforkjøler og kjøleboks. Luftkompressoren brukes til å komprimere luften til et høyt trykk (vanligvis 5–6 MPa), forkjøleren reduserer lufttemperaturen gjennom kjøling, og kjøleboksen er kjernedelen av hele den kryogene luftseparasjonsprosessen, inkludert fraksjoneringstårnet, som brukes til å oppnå gasseparasjon.

Luftkompresjon og kjøling

Luftkompresjon er det første trinnet i kryogen luftseparasjon, og har hovedsakelig som mål å komprimere luften ved atmosfærisk trykk til et høyere trykk (vanligvis 5–6 MPa). Etter at luften kommer inn i systemet gjennom kompressoren, vil temperaturen øke betydelig på grunn av kompresjonsprosessen. Derfor må en rekke kjøletrinn utføres for å redusere temperaturen på trykkluften. Vanlige kjølemetoder inkluderer vannkjøling og luftkjøling, og en god kjøleeffekt kan sikre at trykkluften ikke forårsaker unødvendig belastning på utstyret under påfølgende prosessering.

Etter at luften er forkjølt, går den inn i neste trinn av forkjøling. Forkjølingstrinnet bruker vanligvis nitrogen eller flytende nitrogen som kjølemedium, og gjennom varmevekslingsutstyr reduseres temperaturen på trykkluften ytterligere, noe som forbereder den påfølgende kryogene prosessen. Gjennom forkjøling kan lufttemperaturen reduseres til nær flytendegjøringstemperaturen, noe som gir nødvendige betingelser for separasjon av komponentene i luften.

Lavtemperaturekspansjon og gassseparasjon

Etter at luften er komprimert og forkjølt, er neste viktige trinn lavtemperaturekspansjon og gassseparasjon. Lavtemperaturekspansjon oppnås ved raskt å ekspandere trykkluften gjennom en ekspansjonsventil til normalt trykk. Under ekspansjonsprosessen vil temperaturen på luften synke betydelig og nå flytendegjøringstemperaturen. Nitrogen og oksygen i luften vil begynne å flyte opp ved forskjellige temperaturer på grunn av forskjeller i kokepunkt.

I det kryogene luftseparasjonsutstyret kommer den flytende luften inn i den kalde boksen, hvor fraksjoneringstårnet er nøkkeldelen for gasseparasjon. Kjerneprinsippet for fraksjoneringstårnet er å utnytte kokepunktforskjellene til forskjellige komponenter i luften, gjennom gass som stiger og synker i den kalde boksen, for å oppnå gasseparasjon. Kokepunktet for nitrogen er -195,8 °C, kokepunktet for oksygen er -183 °C og kokepunktet for argon er -185,7 °C. Ved å justere temperaturen og trykket i tårnet kan effektiv gasseparasjon oppnås.

Gasseparasjonsprosessen i fraksjoneringstårnet er svært presis. Vanligvis brukes et totrinns fraksjoneringstårnsystem for å utvinne nitrogen, oksygen og argon. Først separeres nitrogen i den øvre delen av fraksjoneringstårnet, mens flytende oksygen og argon konsentreres i den nedre delen. For å forbedre separasjonseffektiviteten kan en kjøler og refordamper legges til i tårnet, noe som kan kontrollere gasseparasjonsprosessen ytterligere presist.

Det utvunnede nitrogenet har vanligvis høy renhet (over 99,99 %), og er mye brukt i metallurgi, kjemisk industri og elektronikk. Oksygen brukes i medisin, stålindustri og andre høyenergikrevende industrier som krever oksygen. Argon, som en edelgass, utvinnes vanligvis gjennom gassseparasjonsprosessen, med høy renhet og er mye brukt i sveising, smelting og laserskjæring, blant andre høyteknologiske felt. Det automatiserte kontrollsystemet kan justere ulike prosessparametere i henhold til faktiske behov, optimalisere produksjonseffektiviteten og redusere energiforbruket.

I tillegg inkluderer optimaliseringen av det dype kryogene luftseparasjonssystemet også energisparende og utslippskontrollteknologier. For eksempel, ved å gjenvinne lavtemperaturenergien i systemet, kan energisvinn reduseres og den generelle energiutnyttelseseffektiviteten forbedres. Med de stadig strengere miljøforskriftene legger moderne dype kryogeniske luftseparasjonsutstyr dessuten mer vekt på å redusere skadelige gassutslipp og forbedre miljøvennligheten i produksjonsprosessen.

Anvendelser av dyp kryogen luftseparasjon

Dyp kryogen luftseparasjonsteknologi har ikke bare viktige bruksområder i produksjonen av industrigasser, men spiller også en betydelig rolle på flere felt. I stål-, gjødsel- og petrokjemisk industri brukes dyp kryogen luftseparasjonsteknologi for å produsere høyrente gasser som oksygen og nitrogen, noe som sikrer effektive produksjonsprosesser. I elektronikkindustrien brukes nitrogenet som leveres av dyp kryogen luftseparasjon til atmosfærekontroll i halvlederproduksjon. I medisinsk industri er høyrent oksygen avgjørende for pasienters respirasjonsstøtte.

I tillegg spiller dyp kryogen luftseparasjonsteknologi også en viktig rolle i lagring og transport av flytende oksygen og flytende nitrogen. I situasjoner der høytrykksgasser ikke kan transporteres, kan flytende oksygen og flytende nitrogen effektivt redusere volumet og senke transportkostnadene.

Konklusjon

Den dype kryogene luftseparasjonsteknologien, med sine effektive og presise gasseparasjonsmuligheter, er mye brukt i ulike industrifelt. Med teknologiske fremskritt vil den dype kryogene luftseparasjonsprosessen bli mer intelligent og energieffektiv, samtidig som den forbedrer renheten i gasseparasjonen og produksjonseffektiviteten. I fremtiden vil innovasjon innen dyp kryogen luftseparasjonsteknologi med tanke på miljøvern og ressursgjenvinning også bli en nøkkelretning for industriutvikling.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com