Tehnologija kriogenog odvajanja zraka široko se koristi u proizvodnji tekućeg kisika. Tehnologija kriogenog odvajanja vazduha, takođe nazvana tehnologija "kriogenog vazduha", odnosi se na tehnologiju koja koristi kriogenu destilaciju za odvajanje različitih komponenti gasa iz vazduha. Osim toga, uključen je u mnoge industrije, posebno u proizvodnju tekućeg kisika kriogenim odvajanjem zraka, pokazao je značajne prednosti, što u potpunosti odražava ključnu ulogu i tehničku superiornost tehnologije kriogenog odvajanja zraka u proizvodnji plina.
Princip proizvodnje tečnog kiseonika kriogenim odvajanjem vazduha
Kriogeno odvajanje vazduha zasniva se na različitim grupama tačaka ključanja u različitim komponentama u vazduhu. Na niskim temperaturama, zrak se odvaja na različite plinovite produkte. Njegovi glavni proizvodi uključuju rijetke plinove kao što su kisik, dušik i fazan, gdje je tekući kisik jedan od važnih proizvoda. Srž ove tehnologije je stvaranje i korištenje okruženja niskih temperatura za postizanje odvajanja zraka i destilacije zraka.
Poređenje vrijednosti komponente zraka
Vazduh se uglavnom sastoji od oko 78% azota, oko 21% kiseonika i drugih malih količina gasova kao što su gasoviti gas i ugljen dioksid. Tačka ključanja ovih plinova na različitim temperaturama je različita. Među njima, tačka ključanja azota je -195.8 stepeni C, tačka ključanja kiseonika je -183.0 stepen C, a tačka ključanja znakova je {{6 }}.7 stepeni C. Sa ovim razlikama u tačkama ključanja, razni gasovi u vazduhu se mogu odvojiti pomoću tehnologije kriogenog odvajanja vazduha.
Glavni koraci u proizvodnji tekućeg kisika
1. Komprimirani zrak
Prvo je vazduh iz atmosfere udahnut u kompresor. Nakon više nivoa kompresije, pritisak se povećao na 2-10 mPa. Proces kompresije će povećati temperaturu zraka, tako da zrak treba hladiti zrak na normalnu temperaturu hladnjakom kako bi se smanjila energija potrebna za naknadno hlađenje.
2. Pročistite zrak
Komprimirani zrak sadrži nečistoće kao što su vlaga, ugljični dioksid i ugljovodonici. Ove nečistoće će se smrznuti na niskoj temperaturi kako bi blokirale cjevovod i utjecale na efekat odvajanja. Stoga je ove nečistoće potrebno ukloniti kroz sistem za prečišćavanje zraka.
3. Prethodno hladan vazduh
Pročišćeni zrak treba dodatno rashlađivati kako bi se smanjilo toplinsko opterećenje koje ulazi u glavnu izmjenu topline. Prethodno hlađenje se obično završava nizom izmjenjivača topline. Ovi izmenjivači toplote koriste tečni gas (kao što je tečni azot) kao rashladni medij za hlađenje vazduha do temperature tečnosti.
4. Glavno hlađenje izmenjivača toplote
Nakon prethodno hladnog zraka, zrak ulazi u glavni izmjenjivač topline, a toplina razmjenjuje toplinu s plinom koji struji zrakom koji se vraća sa vrha destilacijske kule kako bi se dodatno smanjila temperatura. Dizajn glavnog uređaja za izmjenu topline je vrlo kritičan i potrebno je osigurati da zrak dostigne dovoljnu temperaturu prije ulaska u destilacijski toranj.
5. Ukapljivanje vazduha
Temperatura zraka nakon hlađenja glavnog izmjenjivača topline je pala na oko -170 stepen C, a zrak je u ovom trenutku počeo djelomično da se ukapljuje. Kako bi se dodatno smanjila temperatura, obično se koristi mehanizam ekspanzije. Ekspander dalje hladi zrak ispod -190 stepena C kroz proces termičke ekspanzije, tako da je zrak potpuno ukapljen.
6. Odvajanje odvajanja
Tečni vazduh ulazi u destilacioni toranj i odvaja se prema razlikama u tački ključanja svake komponente. Destilacioni toranj je podeljen na dva dela: gornji i donji toranj:
Donji toranj: Tečni vazduh prvo ulazi u donji toranj. Isparavanjem i kondenzacijom odvajaju se dušik i kisik. Gas bogat dušikom stvara se na vrhu donjeg tornja, a tekućina bogata kisikom se stvara na dnu.
Gornji toranj: Tečnost bogata kiseonikom koju stvara donji toranj ulazi u gornji toranj i dalje odvaja tečni kiseonik visoke čistoće. Vrh vrha tornja stvara azot visoke čistoće, a donji tečni kiseonik visoke čistoće.
7. Ekstrakt proizvoda
Tečni kiseonik ekstrahovan sa dna tornja sperme se dalje obrađuje, kao što je filtriranje, odvlaživanje, itd. kako bi se osigurao kvalitet proizvoda. Tečni kiseonik se može skladištiti u skladištu na niskim temperaturama i transportovati do korisnika kroz pumpni sistem.
Primjena prednosti tehnologije kriogene separacije zraka
Tehnologija kriogenog odvajanja vazduha se široko koristi u hemijskoj, metalurgiji, medicini, vazduhoplovstvu i drugim oblastima. U hemijskoj industriji tečni kiseonik je važan oksidans koji se koristi za sintetizaciju proizvodnje hemikalija kao što su amonijak i metanol. U metalurškoj industriji, tečni kiseonik se koristi za topljenje čelika, poboljšavajući efikasnost sagorevanja i kvalitet proizvoda. U medicinskom polju tečni kiseonik se koristi za respiratorno lečenje i prvu pomoć. U oblasti vazduhoplovstva, tečni kiseonik, kao raketni propeler, ima karakteristike visoke energetske efikasnosti i zaštite životne sredine.
Proizvodnja tečnog kiseonika kriogenim odvajanjem vazduha je efikasna i pouzdana metoda odvajanja vazduha. Kroz proces hlađenja i destilacije u više koraka može se proizvesti tekući kisik visoke čistoće. Ova tehnologija ima široku perspektivu primjene u mnogim oblastima, a budući pravac razvoja posvetiće više pažnje energetskoj efikasnosti, minijaturizaciji, inteligenciji i zaštiti okoliša. Kroz stalnu tehnološku inovaciju i optimizaciju, tehnologija kriogenog odvajanja zraka imat će veću ulogu u industrijskoj proizvodnji i zaštiti okoliša.
