GRUPO TECNOLÓXICO NUZHUO DE HANGZHOU, LTD.

A tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire é un método que separa os principais compoñentes (nitróxeno, osíxeno e argon) do aire a baixas temperaturas. Úsase amplamente en industrias como a siderúrxica, química, farmacéutica e electrónica. Coa crecente demanda de gases, a aplicación da tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire tamén se está a estender cada vez máis. Este artigo analizará en profundidade o proceso de produción da separación crioxénica profunda do aire, incluíndo o seu principio de funcionamento, os principais equipos, os pasos de operación e a súa aplicación en diversas industrias.

Visión xeral da tecnoloxía de separación crioxénica do aire

O principio básico da separación crioxénica de aire é arrefriar o aire a temperaturas extremadamente baixas (xeralmente por debaixo de -150 °C), de xeito que os compoñentes do aire se poidan separar segundo os seus diferentes puntos de ebulición. Normalmente, a unidade de separación crioxénica de aire usa o aire como materia prima e pasa por procesos como a compresión, o arrefriamento e a expansión, separando finalmente o nitróxeno, o osíxeno e o argón do aire. Esta tecnoloxía pode producir gases de alta pureza e, ao regular con precisión os parámetros do proceso, cumprir os estritos requisitos de calidade do gas en diferentes campos industriais.

A unidade de separación de aire crioxénico divídese en tres partes principais: compresor de aire, prearrefriador de aire e caixa fría. O compresor de aire úsase para comprimir o aire a unha presión alta (normalmente de 5 a 6 MPa), o prearrefriador reduce a temperatura do aire mediante o arrefriamento e a caixa fría é a parte central de todo o proceso de separación de aire crioxénico, incluída a torre de fraccionamento, que se utiliza para lograr a separación de gases.

Compresión e arrefriamento do aire

A compresión do aire é o primeiro paso na separación crioxénica do aire, cuxo obxectivo principal é comprimir o aire a presión atmosférica a unha presión máis alta (normalmente de 5 a 6 MPa). Despois de que o aire entre no sistema a través do compresor, a súa temperatura aumentará significativamente debido ao proceso de compresión. Polo tanto, débese levar a cabo unha serie de pasos de arrefriamento para reducir a temperatura do aire comprimido. Os métodos de arrefriamento comúns inclúen o arrefriamento por auga e o arrefriamento por aire, e un bo efecto de arrefriamento pode garantir que o aire comprimido non cause unha carga innecesaria no equipo durante o procesamento posterior.

Despois de que o aire se arrefríe preliminarmente, entra na seguinte fase de prearrefriamento. A fase de prearrefriamento adoita empregar nitróxeno ou nitróxeno líquido como medio de refrixeración e, mediante equipos de intercambio de calor, a temperatura do aire comprimido redúcese aínda máis, preparándoo para o proceso crioxénico posterior. Mediante o prearrefriamento, a temperatura do aire pódese reducir ata chegar á temperatura de licuefacción, o que proporciona as condicións necesarias para a separación dos compoñentes no aire.

Expansión a baixa temperatura e separación de gases

Despois de comprimir e prearrefriar o aire, o seguinte paso clave é a expansión a baixa temperatura e a separación de gases. A expansión a baixa temperatura conséguese expandindo rapidamente o aire comprimido a través dunha válvula de expansión ata a presión normal. Durante o proceso de expansión, a temperatura do aire baixará significativamente, alcanzando a temperatura de licuefacción. O nitróxeno e o osíxeno do aire comezarán a licuarse a diferentes temperaturas debido ás diferenzas nos seus puntos de ebulición.

No equipo de separación de aire crioxénico, o aire licuado entra na caixa fría, onde a torre de fraccionamento é a parte clave para a separación de gases. O principio básico da torre de fraccionamento é utilizar as diferenzas de puntos de ebulición dos diferentes compoñentes do aire, a través do gas que sobe e baixa na caixa fría, para lograr a separación de gases. O punto de ebulición do nitróxeno é de -195,8 °C, o do osíxeno é de -183 °C e o do argon é de -185,7 °C. Axustando a temperatura e a presión na torre, pódese conseguir unha separación eficiente dos gases.

O proceso de separación de gases na torre de fraccionamento é moi preciso. Normalmente, utilízase un sistema de torre de fraccionamento de dúas etapas para extraer nitróxeno, osíxeno e argón. Primeiro, o nitróxeno sepárase na parte superior da torre de fraccionamento, mentres que o osíxeno líquido e o argón concéntranse na parte inferior. Para mellorar a eficiencia da separación, pódese engadir un arrefriador e un reevaporador na torre, que poden controlar con maior precisión o proceso de separación de gases.

O nitróxeno extraído adoita ser de alta pureza (superior ao 99,99 %), amplamente utilizado na metalurxia, na industria química e na electrónica. O osíxeno utilízase na medicina, na industria siderúrxica e noutras industrias de alto consumo de enerxía que requiren osíxeno. O argón, como gas raro, adoita extraerse mediante o proceso de separación de gases, con alta pureza e amplamente utilizado en soldadura, fusión e corte por láser, entre outros campos de alta tecnoloxía. O sistema de control automatizado pode axustar varios parámetros do proceso segundo as necesidades reais, optimizar a eficiencia da produción e reducir o consumo de enerxía.

Ademais, a optimización do sistema de separación crioxénica profunda do aire tamén inclúe tecnoloxías de aforro de enerxía e control de emisións. Por exemplo, ao recuperar a enerxía a baixa temperatura no sistema, pódese reducir o desperdicio de enerxía e pódese mellorar a eficiencia xeral da utilización da enerxía. Ademais, coas regulacións ambientais cada vez máis estritas, os equipos modernos de separación crioxénica profunda do aire tamén están a prestar máis atención á redución das emisións de gases nocivos e á mellora do respecto polo medio ambiente do proceso de produción.

Aplicacións da separación crioxénica profunda do aire

A tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire non só ten aplicacións importantes na produción de gases industriais, senón que tamén desempeña un papel significativo en múltiples campos. Nas industrias do aceiro, dos fertilizantes e da petroquímica, a tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire utilízase para proporcionar gases de alta pureza como osíxeno e nitróxeno, garantindo procesos de produción eficientes. Na industria electrónica, o nitróxeno proporcionado pola separación crioxénica profunda do aire utilízase para o control da atmosfera na fabricación de semicondutores. Na industria médica, o osíxeno de alta pureza é crucial para o soporte respiratorio dos pacientes.

Ademais, a tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire tamén xoga un papel importante no almacenamento e transporte de osíxeno líquido e nitróxeno líquido. En situacións nas que non se poden transportar gases a alta presión, o osíxeno líquido e o nitróxeno líquido poden reducir eficazmente o volume e os custos de transporte.

Conclusión

A tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire, coas súas capacidades de separación de gases eficientes e precisas, aplícase amplamente en diversos campos industriais. Co avance da tecnoloxía, o proceso de separación crioxénica profunda do aire farase máis intelixente e enerxeticamente eficiente, ao tempo que mellora a pureza da separación de gases e a eficiencia da produción. No futuro, a innovación da tecnoloxía de separación crioxénica profunda do aire en termos de protección ambiental e recuperación de recursos tamén se converterá nunha dirección clave para o desenvolvemento da industria.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com