Kako kriogeni ASU odvaja komponente vazduha?

Kako kriogeni ASU odvaja komponente vazduha?

Kao dobavljač kriogenih jedinica za odvajanje vazduha (ASU), iz prve ruke sam bio svedok izvanrednog procesa kako ovi sofisticirani sistemi efikasno razdvajaju komponente vazduha. Kriogeni ASU imaju ključnu ulogu u različitim industrijama, od zdravstvene zaštite do proizvodnje, obezbeđujući kiseonik, azot i argon visoke čistoće. U ovom blogu ću se pozabaviti naučnim principima i procesom korak po korak koji stoji iza odvajanja vazduha koji provode kriogene ASU.

Osnove kompozicije vazduha

Prije nego što istražimo proces odvajanja, bitno je razumjeti sastav zraka. Vazduh je mešavina prvenstveno sastavljena od azota (oko 78%), kiseonika (oko 21%), argona (oko 0,93%) i drugih gasova u tragovima kao što su ugljen dioksid, neon, helijum i kripton. Ključ za razdvajanje ovih komponenti leži u njihovim različitim fizičkim svojstvima, posebno njihovim tačkama ključanja. Azot ima tačku ključanja od -195,8°C, kiseonik ključa na -183°C, a argon na -185,9°C.

Kriogeni proces odvajanja vazduha

1. Kompresija zraka

Prvi korak u kriogenom ASU procesu je kompresija zraka. Atmosferski vazduh se uvlači u sistem i komprimira do visokog pritiska, obično oko 5 - 10 bara. Ova kompresija takođe povećava temperaturu vazduha. Komprimirani zrak zatim prolazi kroz hladnjak kako bi smanjio svoju temperaturu i uklonio toplinu stvorenu tokom kompresije. Kompresija je ključna jer omogućava efikasniju naknadnu obradu i pomaže u uklanjanju nečistoća.

2. Prethodno prečišćavanje

Nakon kompresije i hlađenja, zrak sadrži razne nečistoće kao što su vodena para, ugljični dioksid i ugljovodonici. Ove nečistoće se mogu smrznuti na kriogenim temperaturama i uzrokovati blokade u sistemu. Da bi se to spriječilo, komprimirani zrak prolazi kroz jedinicu za pretprečišćavanje. Ova jedinica se obično sastoji od molekularnih sita koja adsorbiraju vodenu paru, ugljični dioksid i neke ugljikovodike. Molekularna sita su porozni materijali sa specifičnom veličinom pora koja im omogućava da selektivno zarobe određene molekule. Korak pretprečišćavanja osigurava dugotrajan rad i pouzdanost kriogene ASU.

3. Hlađenje do kriogenih temperatura

Kada se zrak pročisti, hladi se na ekstremno niske temperature. To se postiže nizom izmjenjivača topline. Prethodno prečišćeni vazduh se trenutno hladi protiv strujanja hladnih proizvoda i rashladnih struja unutar izmenjivača toplote. Kako se zrak hladi, približava se tački ukapljivanja. Proces hlađenja se pažljivo kontroliše kako bi se osiguralo da vazduh dostigne odgovarajuću temperaturu za efikasno odvajanje u kasnijim destilacionim kolonama.

4. Destilacija

Destilacija je srce procesa kriogenog odvajanja vazduha. Ohlađeni i djelomično ukapljeni zrak ulazi u destilacijski stup. Kriogeni ASU tipično ima dvije glavne kolone za destilaciju: kolonu visokog pritiska i kolonu niskog pritiska.

• Kolona visokog pritiska: Vazduh ulazi u stub visokog pritiska na dnu. Kako se tečni vazduh diže kroz kolonu, postepeno se odvaja na osnovu različitih tačaka ključanja njegovih komponenti. Dušik, sa najnižom tačkom ključanja, prvi isparava i diže se do vrha kolone. Kiseonik, koji je teži i ima višu tačku ključanja, ostaje uglavnom u tečnoj fazi na dnu kolone. Kolona visokog pritiska radi pod pritiskom od oko 5 - 6 bara.
• Kolona niskog pritiska: Para bogata dušikom s vrha kolone visokog pritiska i tečnost bogata kiseonikom sa dna kolone visokog pritiska se zatim unose u kolonu niskog pritiska. Kolona niskog pritiska radi na nižem pritisku, obično oko 1,2 - 1,4 bara. U ovoj koloni dolazi do daljeg razdvajanja. Para bogata dušikom se dalje pročišćava kako bi se proizveo azot visoke čistoće na vrhu kolone niskog pritiska. Tečnost bogata kiseonikom se rafiniše da bi se proizveo kiseonik visoke čistoće na dnu kolone. Argon, koji ima tačku ključanja između azota i kiseonika, akumulira se u određenom delu kolone niskog pritiska i može se ekstrahovati kao poseban proizvod.

5. Oporavak i skladištenje proizvoda

Nakon destilacije, izdvojeni dušik, kisik i argon se dobijaju kao produkti. Gasoviti proizvodi se dalje komprimiraju i šalju u spremnike ili direktno u krajnju upotrebu. Tečni proizvodi se mogu skladištiti u kriogenim spremnicima za kasniju upotrebu ili transport.

Primjena kriogenih ASU proizvoda

Kiseonik

Kiseonik koji proizvode kriogene ASU se široko koristi u zdravstvenoj industriji za medicinsku podršku disanju. Također se koristi u metalnoj industriji za proizvodnju čelika. U proizvodnji čelika kisik se uvodi u peć kako bi reagirao s nečistoćama kao što su ugljik, silicij i mangan, što pomaže u proizvodnji visokokvalitetnog čelika.

Azot

Azot ima brojne primjene. U prehrambenoj industriji koristi se za pakovanje hrane kako bi se spriječila oksidacija i kvarenje. U elektronskoj industriji, azot se koristi kao gas za pročišćavanje tokom proizvodnje poluprovodnika za stvaranje inertne atmosfere.

Argon

Argon se obično koristi u aplikacijama zavarivanja. Pruža inertni zaštitni plin koji štiti područje zavara od atmosferskog kisika i dušika, što rezultira kvalitetnijim zavarom.

Naša kriogena ASU ponuda

Kao dobavljač kriogenih ASU, nudimo širok spektar proizvoda koji zadovoljavaju različite potrebe kupaca. NašKriogena jedinica za odvajanje vazduhadizajniran je za visoko efikasan i pouzdan rad. Također pružamoPostrojenje za plinsku kriogenu separaciju zrakaiPostrojenje za odvajanje tečnog vazduhaopcije, koje se mogu prilagoditi specifičnim zahtjevima kupaca.

Naši kriogeni ASU su napravljeni sa naprednom tehnologijom i visokokvalitetnim materijalima. Osiguravamo da su naši proizvodi energetski efikasni i da imaju nizak utjecaj na okoliš. Naš tim stručnjaka je uvijek spreman pružiti tehničku podršku i postprodajnu uslugu našim kupcima.

Kontaktirajte nas za nabavku

Ako ste zainteresirani za naše kriogene ASU proizvode ili imate bilo kakva pitanja o procesu odvajanja zraka, podstičemo vas da nam se obratite. Nestrpljivi smo da razgovaramo o vašim specifičnim zahtevima i ponudimo vam rešenje po meri. Bilo da vam je potrebna mala jedinica za laboratorij ili veliko postrojenje za industrijsku primjenu, mi možemo ponuditi pravi kriogeni ASU za vas.

Reference

• Kohl, AL, & Nielsen, RB (1997). Prečišćavanje gasa. Gulf Publishing Company.
• Perry, RH, & Green, DW (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook. McGraw - Hill.