HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Technologie kryogenní separace vzduchu je jednou z důležitých metod pro výrobu vysoce čistého dusíku a kyslíku v moderním průmyslu. Tato technologie je široce používána v různých odvětvích, jako je metalurgie, chemické inženýrství a medicína. Tento článek se podrobně zabývá tím, jak kryogenní separace vzduchu produkuje vysoce čistý dusík a kyslík, a také klíčovými kroky a zařízeními, které se v tomto procesu používají.

1. Základní princip kryogenní separace vzduchu

Kryogenní separace vzduchu je proces, který odděluje hlavní složky vzduchu snížením teploty. Vzduch se skládá převážně z dusíku, kyslíku a malého množství argonu. Stlačením a ochlazením vzduchu na extrémně nízkou teplotu se vzduch zkapalní a poté se různé body varu každého plynu využijí k destilaci k oddělení dusíku a kyslíku. Bod varu dusíku je -195,8 ℃ a kyslíku -183 ℃, takže je lze čistit odděleně pomocí stupňovité destilace.

2. Fáze předúpravy: Čištění vzduchu

V procesu kryogenní separace vzduchu je předúprava vzduchu klíčovým prvním krokem. Vzduch obsahuje nečistoty, jako je prach, oxid uhličitý a vlhkost, které v prostředí s nízkou teplotou mrznou a způsobují ucpání zařízení. Proto je vzduch nejprve podroben filtraci, kompresi a sušení, aby se odstranily nečistoty a vlhkost. Důležitým zařízením pro odstraňování nečistot ze vzduchu, které zajišťuje stabilitu a účinnost následného kryogenního separačního procesu, jsou obvykle sušičky a adsorbéry s molekulárním sítem.

3. Stlačování a chlazení vzduchu

Vyčištěný vzduch je třeba stlačit, obvykle pomocí několika kompresorů, aby se tlak vzduchu zvýšil na 5–6 megapascalů. Stlačený vzduch se poté ochladí ve výměnících tepla s vracejícím se plynem při nízké teplotě, přičemž se teplota postupně snižuje až do bodu zkapalnění. V tomto procesu hrají výměníky tepla klíčovou roli, protože mohou účinně snižovat spotřebu energie a zlepšovat účinnost chlazení, čímž zajišťují, že vzduch může být zkapalněn za nízkých teplot a vytvářejí podmínky pro následnou destilační separaci.

4. Zkapalňování a destilace vzduchu

V kryogenní separační věži se stlačený a ochlazený vzduch dále ochladí do zkapalněného stavu. Zkapalněný vzduch se posílá do destilační věže k separaci. Destilační věž je rozdělena na dvě části: vysokotlakou věž a nízkotlakou věž. Ve vysokotlaké věži se vzduch separuje na surový kyslík a surový dusík a poté se surový kyslík a surový dusík dále destilují v nízkotlaké věži za účelem získání vysoce čistého kyslíku a dusíku. Separace dusíku a kyslíku využívá především jejich odlišné fyzikální vlastnosti bodů varu, takže v destilační věži lze dosáhnout účinné separace.

5. Proces čištění

Kyslík a dusík oddělené v destilační věži stále obsahují malé množství nečistot, takže je třeba je dále čistit, aby splňovaly průmyslové a lékařské standardy. Čistotu dusíku lze zlepšit pomocí katalyzátorů pro deoxygenaci vodíku, zatímco čistotu kyslíku lze dosáhnout redestilačními procesy. Pro zlepšení čistoty produkčního plynu se obvykle používají zařízení, jako jsou čističky dusíku a kyslíku, které v konečném důsledku získají vysoce čisté kyslíkové a dusíkaté produkty.

6. Aplikace dusíku a kyslíku

Vysoce čistý dusík a kyslík vyrobené technologií kryogenní separace vzduchu se široce používají v mnoha průmyslových odvětvích. Vysoce čistý dusík se používá v chemickém průmyslu jako ochranný a nosný plyn, v potravinářském průmyslu pro konzervaci a balení a kyslík se široce používá v lékařství a svářečském průmyslu. V metalurgickém průmyslu se kyslík používá také ke zlepšení účinnosti spalování a snížení emisí uhlíku. V těchto aplikacích je čistota plynu klíčem k určení jeho použitelnosti a technologie kryogenní separace vzduchu si získala široké uznání pro svou účinnou separaci a vysoce čistý výstup.

7. Výhody a výzvy kryogenní technologie separace vzduchu

Technologie kryogenní separace vzduchu je v průmyslovém sektoru upřednostňována díky své vysoké čistotě a vysoké účinnosti. Tato technologie však také čelí určitým výzvám, jako je vysoká spotřeba energie a vysoké náklady na údržbu zařízení. Pro snížení spotřeby energie jsou moderní zařízení pro kryogenní separaci vzduchu obvykle vybavena pokročilými systémy pro úsporu energie, jako jsou zařízení pro rekuperaci tepla a vícestupňové kompresní chladicí systémy. Aplikace automatizované řídicí technologie navíc výrazně zvýšila provozní efektivitu a bezpečnost jednotek pro hlubokou kryogenní separaci vzduchu. Díky technologické optimalizaci a vylepšením zařízení se neustále zlepšuje energetická účinnost a stabilita systémů pro hlubokou kryogenní separaci vzduchu, což dále podporuje jejich použití v různých průmyslových odvětvích.

Hluboká kryogenní separace vzduchu je v současnosti jednou z nejúčinnějších metod pro výrobu vysoce čistého dusíku a kyslíku. Účinně odděluje a čistí kyslík a dusík ze vzduchu prostřednictvím několika kroků, jako je předúprava vzduchu, komprese, chlazení, zkapalňování a destilace. Přestože má proces hluboké kryogenní separace vzduchu vysokou spotřebu energie a složité zařízení, jeho účinný separační efekt a vysoce čistý výstup produktu činí tuto technologii nepostradatelnou v mnoha průmyslových odvětvích.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com