Tehnologia de separare criogenică a aerului este utilizată pe scară largă în producerea de oxigen lichid. Tehnologia de separare criogenică a aerului, numită și tehnologie „aer criogen”, se referă la tehnologia care utilizează distilare criogenică pentru a separa diferite componente ale gazului din aer. Mai mult, a fost implicat în multe industrii, în special în producerea de oxigen lichid prin separarea criogenică a aerului, a demonstrat avantaje semnificative, care reflectă pe deplin rolul de bază și superioritatea tehnică a tehnologiei de separare a aerului criogenic în producția de gaze.
Principiul producerii oxigenului lichid prin separarea criogenică a aerului
Separarea criogenică a aerului se bazează pe diferite grupuri de puncte de fierbere în diferite componente din aer. La temperaturi scăzute, aerul este separat în diferite produse gazoase. Produsele sale principale includ gaze rare, cum ar fi oxigenul, azotul și fazanul, unde oxigenul lichid este unul dintre produsele importante. Miezul acestei tehnologii este crearea și utilizarea mediului cu temperatură scăzută pentru a realiza separarea aerului și distilarea aerului.
Comparația valorii componentelor aerului
Aerul este compus în principal din aproximativ 78% azot, aproximativ 21% oxigen și alte cantități mici de gaze, cum ar fi gazul gazos și dioxidul de carbon. Punctul de fierbere al acestor gaze la diferite temperaturi este diferit. Printre acestea, punctul de fierbere al azotului este -195.8 grade C, punctul de fierbere al oxigenului este -183.{0 grade C, iar punctul de fierbere al semnelor este {{6 }}.7 grade C. Cu aceste diferențe de puncte de fierbere, diferite gaze din aer pot fi separate prin tehnologia de separare criogenică a aerului.
Principalele etape în producerea oxigenului lichid
1. Aer comprimat
Mai întâi, aerul din atmosferă a fost inhalat în compresor. După mai multe niveluri de compresie, presiunea a crescut la 2-10 mPa. Procesul de compresie va crește temperatura aerului, astfel încât aerul trebuie să răcească aerul la temperatura normală prin răcitor pentru a reduce energia necesară pentru răcirea ulterioară.
2. Purificați aerul
Aerul comprimat conține impurități precum umiditatea, dioxidul de carbon și hidrocarburile. Aceste impurități vor îngheța la temperatură scăzută pentru a bloca conducta și pentru a afecta efectul de separare. Prin urmare, aceste impurități trebuie îndepărtate prin sistemul de purificare a aerului.
3. Aer pre-rece
Aerul purificat trebuie să fie răcit în continuare pentru a reduce sarcina de căldură care intră în schimbul de căldură principal. Pre-răcirea este de obicei completată de o serie de schimbătoare de căldură. Aceste schimbătoare de căldură folosesc gaz lichefiat (cum ar fi azotul lichid) ca mediu de răcire pentru a răci aerul până la aproape temperatura de lichefiere.
4. Răcire principală cu schimb de căldură
După aerul pre-rece, aerul intră în schimbătorul de căldură principal, iar căldura schimbă căldură cu gazul care curge aerul returnat din partea de sus a turnului de distilare pentru a reduce și mai mult temperatura. Proiectarea dispozitivului principal de schimb de căldură este foarte critică și este necesar să se asigure că aerul atinge o temperatură suficientă înainte de a intra în turnul de distilare.
5. Lichefierea aerului
Temperatura aerului după răcirea schimbului de căldură principal a scăzut la aproximativ -170 grade C, iar aerul a început să se lichefieze parțial în acest moment. Pentru a reduce și mai mult temperatura, se folosește de obicei mecanismul de expansiune. Expansorul răcește în continuare aerul sub -190 grade C prin procesul de dilatare termică, astfel încât aerul să fie complet lichefiat.
6. Separarea de separare
Aerul lichefiat intră în turnul de distilare și este separat în funcție de diferențele de punct de fierbere ale fiecărui component. Turnul de distilare este împărțit în două părți: turnul superior și turnul inferior:
Turnul de jos: Aerul lichefiat intră mai întâi în turnul de jos. Prin evaporare și condensare se separă azotul și oxigenul. Gazul bogat în azot este generat în partea de sus a turnului inferior, iar lichidul bogat în oxigen este generat în partea de jos.
Turnul superior: lichidul bogat în oxigen generat de turnul inferior intră în turnul superior și separă în continuare oxigenul lichid de înaltă puritate. Partea superioară a vârfului turnului generează azot de înaltă puritate, iar partea de jos obține oxigen lichid de înaltă puritate.
7. Extras de produs
Oxigenul lichid extras din partea de jos a turnului de spermă este tratat în continuare, cum ar fi filtrarea, dezumidificarea etc. pentru a asigura calitatea produsului. Oxigenul lichid poate fi stocat într-un depozit la temperatură scăzută și transportat către utilizator prin sistemul de pompare.
Aplicarea avantajelor tehnologiei de separare criogenică a aerului
Tehnologia criogenică de separare a aerului este utilizată pe scară largă în domeniul chimic, metalurgic, medical, aerospațial și în alte domenii. În industria chimică, oxigenul lichid este un oxidant important care este utilizat pentru a sintetiza producția de substanțe chimice precum amoniacul și metanolul. În industria metalurgică, oxigenul lichid este utilizat pentru topirea oțelului, îmbunătățind eficiența arderii și calitatea produsului. În domeniul medical, oxigenul lichid este utilizat pentru tratamentul respirator și primul ajutor. În domeniul aerospațial, oxigenul lichid, ca elice de rachetă, are caracteristicile unei eficiențe energetice ridicate și protecție a mediului.
Producerea oxigenului lichid prin separarea criogenică a aerului este o metodă eficientă și fiabilă de separare a aerului. Printr-un proces de răcire și distilare în mai multe etape, poate fi produs oxigen lichid de înaltă puritate. Această tehnologie are perspective largi de aplicare în multe domenii, iar direcția de dezvoltare viitoare va acorda mai multă atenție eficienței energetice, miniaturizării, inteligenței și protecției mediului. Prin inovarea și optimizarea tehnologică continuă, tehnologia de separare a aerului criogenic va juca un rol mai important în producția industrială și protecția mediului.
