Amb l'augment continu de la demanda industrial, la tecnologia de separació criogènica profunda d'aire s'ha convertit en una de les tecnologies bàsiques en el camp de la producció de gas industrial. La unitat de separació criogènica profunda d'aire processa l'aire mitjançant un tractament criogènic profund, separant els diversos components de l'aire, principalment oxigen líquid (LOX), nitrogen líquid (LIN) i argó líquid (LAR). Entre aquests gasos, l'oxigen líquid i el nitrogen líquid són els més demandats i s'utilitzen àmpliament en indústries com la metal·lúrgia, l'enginyeria química, l'electrònica, la medicina i l'alimentació. Aquest article durà a terme una anàlisi comparativa de la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid en el procés de separació criogènica profunda d'aire i explorarà la influència de diferents factors en la producció.
I. Visió general de la tecnologia de separació d'aire criogènic
La tecnologia de separació criogènica d'aire és un mètode que refreda l'aire a temperatures extremadament baixes (per sota d'aproximadament -150 °C) per liquar-lo. Mitjançant aquest procés, diversos components gasosos de l'aire (com ara oxigen, nitrogen, argó, etc.) se separen a causa dels seus diferents punts d'ebullició a diferents temperatures, aconseguint així la separació. El principi de funcionament d'una unitat de separació criogènica d'aire és refredar l'aire i utilitzar una torre de fraccionament per a la separació de gasos. Les temperatures de liqüefacció de l'oxigen i el nitrogen són de -183 °C i -196 °C respectivament. La producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid sol dependre del cabal d'aire, l'eficiència de refrigeració i les condicions de funcionament de la torre de fraccionament.
II. Diferències en la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid
Les diferències en la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid estan determinades principalment per diversos factors: la composició de l'aire, els paràmetres de funcionament, l'estructura de la torre de fraccionament i l'escala de producció. En les unitats de separació d'aire criogènic, la producció d'oxigen i nitrogen se sol generar en una determinada proporció. Generalment, la producció d'oxigen líquid és relativament inferior a la de nitrogen líquid, però la demanda d'oxigen líquid també augmenta contínuament, especialment en les indústries mèdica, de fosa d'acer i química.
La demanda d'oxigen líquid està influenciada principalment per la concentració d'oxigen i la demanda d'oxigen en certes aplicacions industrials. En algunes aplicacions industrials, l'augment de la concentració d'oxigen condueix directament a un augment de la demanda d'oxigen líquid. Per exemple, les tecnologies d'enriquiment d'oxigen a la indústria siderúrgica, els processos de combustió amb alt contingut d'oxigen en la fabricació de vidre, etc., requereixen un subministrament relativament suficient d'oxigen líquid. L'aplicació del nitrogen líquid està més estesa i abasta les indústries mèdica, electrònica, aeroespacial i altres. En aquestes indústries, el nitrogen líquid s'utilitza àmpliament per a la refrigeració, l'emmagatzematge i la liqüefacció de gasos de nitrogen líquid.
III. Factors que afecten la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid
La producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid no només es veu afectada per la demanda del mercat, sinó que també està limitada per l'eficiència operativa de la unitat de separació d'aire criogènic, el cabal d'aire i la tecnologia de refrigeració, entre altres factors. En primer lloc, el cabal d'aire és un dels factors més crítics que afecten la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid. Com més gran sigui el cabal d'aire, més gran serà la quantitat total d'oxigen líquid i nitrogen líquid produït. En segon lloc, l'eficiència de la torre de fraccionament també és molt important per a la producció. Factors com l'alçada de la torre de fraccionament, la temperatura de funcionament i la relació de reflux de gas afecten l'eficiència de separació d'oxigen i nitrogen, afectant així la producció final.
El disseny i l'eficiència operativa dels equips de refrigeració afecten directament el cost operatiu i la capacitat de producció de la unitat de separació d'aire criogènic. Si l'eficiència del sistema de refrigeració és baixa, l'eficiència de liqüefacció de l'aire es reduirà considerablement, cosa que afectarà la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid. Per tant, les tecnologies i els equips de refrigeració avançats són de gran importància per millorar la capacitat de producció.
IV. Mesures d'optimització per a la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid
Per augmentar la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid, moltes empreses optimitzen els paràmetres de funcionament de la unitat de separació d'aire criogènic per aconseguir una producció més eficient. D'una banda, augmentar el cabal d'aire pot millorar el volum total de producció de gas; d'altra banda, millorar l'eficiència operativa de la torre de fraccionament, optimitzant la distribució de la temperatura i la pressió dins de la torre, també pot millorar eficaçment l'eficiència de separació d'oxigen líquid i nitrogen líquid. A més, en els darrers anys, els equips de producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid han adoptat tecnologies de refrigeració més avançades, com ara l'ús de sistemes de refrigeració multietapa, que poden millorar encara més l'eficiència de liqüefacció i, per tant, augmentar la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid.
V. Demanda del mercat d'oxigen líquid i nitrogen líquid a partir de la separació criogènica d'aire
Les diferències en la demanda del mercat d'oxigen líquid i nitrogen líquid són un dels factors importants per a la comparació de la producció. La demanda d'oxigen líquid sol estar significativament influenciada per indústries específiques, especialment en les indústries de la fosa d'acer, les emergències mèdiques i la fabricació d'electrònica, on la demanda d'oxigen líquid és estable i augmenta any rere any. Per exemple, amb el desenvolupament continu de la indústria mèdica, l'aplicació d'oxigen líquid en el tractament d'emergències, la teràpia i les cirurgies s'està generalitzant cada cop més, impulsant el creixement de la demanda del mercat d'oxigen líquid. Al mateix temps, l'aplicació generalitzada de nitrogen líquid en aliments congelats, transport de gas líquid, etc., també ha provocat un creixement continu de la demanda de nitrogen líquid.
La capacitat de subministrament d'oxigen líquid i nitrogen líquid està estretament relacionada amb l'escala dels equips i l'eficiència operativa de les empreses de producció. Les unitats de separació criogènica profunda d'aire a gran escala solen oferir una major capacitat de producció, però també requereixen un consum d'energia més elevat i un manteniment dels equips més rigorós. D'altra banda, els equips a petita escala tenen avantatges en flexibilitat i control de costos, i poden proporcionar un subministrament puntual per a algunes aplicacions industrials a petita escala.
De l'anàlisi comparativa anterior, es pot veure que la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid en el procés de separació criogènica profunda de l'aire es veu afectada per diversos factors, com ara el cabal d'aire, l'eficiència operativa de la torre de fraccionament i el nivell tècnic del sistema de refrigeració. Tot i que la producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid sol mostrar una certa relació proporcional, la demanda del mercat, l'eficiència de la producció i la millora contínua de la tecnologia dels equips encara ofereixen un ampli espai per a l'optimització de la producció d'aquests dos gasos.
Amb el desenvolupament de la indústria i el progrés tecnològic, s'espera que la tecnologia de separació criogènica profunda de l'aire aconsegueixi una major capacitat de producció i un menor consum d'energia en el futur. Com a dos gasos industrials importants, les perspectives de mercat de l'oxigen líquid i el nitrogen líquid continuen sent àmplies. Gràcies a la millora tecnològica contínua i a l'augment de l'eficiència de la producció, la capacitat de producció d'oxigen líquid i nitrogen líquid estarà més en línia amb la demanda del mercat, proporcionant un subministrament de gas més estable i eficient per a totes les indústries.
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Data de publicació: 21 de juliol de 2025