HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

La tecnologia de separació d'aire criogènic és un dels mètodes importants per produir nitrogen i oxigen d'alta puresa en la indústria moderna. Aquesta tecnologia s'utilitza àmpliament en diverses indústries com la metal·lúrgia, l'enginyeria química i la medicina. Aquest article explorarà en profunditat com la separació d'aire criogènic produeix nitrogen i oxigen d'alta puresa, així com els passos i equips clau implicats en el procés.

1. Principi bàsic de la separació criogènica d'aire

La separació criogènica d'aire és un procés que separa els components principals de l'aire reduint la temperatura. L'aire consisteix principalment en nitrogen, oxigen i una petita quantitat d'argó. En comprimir i refredar l'aire a una temperatura extremadament baixa, l'aire es liqua i, a continuació, els diferents punts d'ebullició de cada gas s'utilitzen per a la destil·lació per separar el nitrogen i l'oxigen. El punt d'ebullició del nitrogen és de -195,8 ℃ i el de l'oxigen és de -183 ℃, de manera que es poden purificar per separat mitjançant una destil·lació per etapes.

2. Fase de pretractament: Purificació de l'aire

En el procés de separació criogènica d'aire, el pretractament de l'aire és un primer pas crucial. L'aire conté impureses com ara pols, diòxid de carboni i humitat, que es congelaran en un ambient de baixa temperatura, provocant el bloqueig de l'equip. Per tant, l'aire se sotmet primer a passos de filtració, compressió i assecat per eliminar les impureses i la humitat. Normalment, els assecadors i els adsorbidors de tamís molecular són equips importants que s'utilitzen per eliminar les impureses de l'aire, garantint l'estabilitat i l'eficiència del procés de separació criogènica posterior.

3. Compressió i refrigeració de l'aire

L'aire purificat s'ha de comprimir, generalment a través de múltiples compressors per augmentar la pressió de l'aire a 5-6 megapascals. L'aire comprimit es refreda a través d'intercanviadors de calor amb el gas retornat a baixa temperatura, reduint gradualment la temperatura fins a aproximar-se al punt de liqüefacció. En aquest procés, els intercanviadors de calor tenen un paper crucial, ja que poden reduir eficaçment el consum d'energia i millorar l'eficiència de refrigeració, garantint que l'aire es pugui liqüefar a baixa temperatura i proporcionant les condicions per a la posterior separació per destil·lació.

4. Liqüefacció i destil·lació de l'aire

A la torre de separació criogènica, l'aire comprimit i refredat es refreda encara més fins a un estat liquat. L'aire liquat s'envia a la torre de destil·lació per a la seva separació. La torre de destil·lació es divideix en dues parts: la torre d'alta pressió i la torre de baixa pressió. A la torre d'alta pressió, l'aire es separa en oxigen brut i nitrogen brut, i després l'oxigen brut i el nitrogen brut es destil·len encara més a la torre de baixa pressió per obtenir oxigen i nitrogen d'alta puresa. La separació de nitrogen i oxigen utilitza principalment les seves diferents propietats físiques dels punts d'ebullició, de manera que es pot aconseguir una separació eficient a la torre de destil·lació.

5. Procés de purificació

L'oxigen i el nitrogen separats a la torre de destil·lació encara contenen una petita quantitat d'impureses, per la qual cosa cal purificar-los encara més per complir amb els estàndards industrials i mèdics. La puresa del nitrogen es pot millorar mitjançant catalitzadors de desoxigenació d'hidrogen, mentre que la puresa de l'oxigen es pot aconseguir mitjançant processos de redistil·lació. Per millorar la puresa del gas producte, se solen utilitzar equips com ara purificadors de nitrogen i purificadors d'oxigen, obtenint finalment productes d'oxigen i nitrogen d'alta puresa.

6. Aplicacions del nitrogen i l'oxigen

El nitrogen i l'oxigen d'alta puresa produïts per la tecnologia de separació d'aire criogènic s'utilitzen àmpliament en múltiples indústries. El nitrogen d'alta puresa s'utilitza a la indústria química com a gas protector i gas portador, a la indústria alimentària per a la conservació i l'envasament, i l'oxigen s'utilitza àmpliament a les indústries mèdica i de soldadura. A la indústria metal·lúrgica, l'oxigen també s'utilitza per millorar l'eficiència de la combustió i reduir les emissions de carboni. En aquestes aplicacions, la puresa del gas és la clau per determinar la seva aplicabilitat, i la tecnologia de separació d'aire criogènic ha guanyat un ampli reconeixement per la seva separació eficient i el seu rendiment d'alta puresa.

7. Avantatges i reptes de la tecnologia de separació d'aire criogènic

La tecnologia de separació d'aire criogènic és la preferida en el sector industrial a causa de la seva alta puresa i alta eficiència. Tanmateix, aquesta tecnologia també s'enfronta a alguns reptes, com ara un alt consum d'energia i uns elevats costos de manteniment dels equips. Per reduir el consum d'energia, els equips moderns de separació d'aire criogènic solen incloure sistemes avançats d'estalvi d'energia, com ara dispositius de recuperació de calor i sistemes de refrigeració per compressió multietapa. A més, l'aplicació de la tecnologia de control d'automatització ha millorat significativament l'eficiència operativa i la seguretat de les unitats de separació d'aire criogènic profund. Mitjançant l'optimització tecnològica i les millores dels equips, l'eficiència energètica i l'estabilitat dels sistemes de separació d'aire criogènic profund s'han millorat contínuament, cosa que promou encara més la seva aplicació en diverses indústries.

La separació criogènica profunda d'aire és actualment un dels mètodes més eficaços per produir nitrogen i oxigen d'alta puresa. Separa i purifica eficaçment l'oxigen i el nitrogen de l'aire a través de múltiples passos com el pretractament de l'aire, la compressió, el refredament, la liqüefacció i la destil·lació. Tot i que el procés de separació criogènica profunda d'aire té un alt consum d'energia i equips complexos, el seu efecte de separació eficient i la producció de producte d'alta puresa fan que aquesta tecnologia sigui indispensable en múltiples indústries.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com