HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Teknologi pemisahan udara kriogenik merupakan salah satu kaedah penting untuk menghasilkan nitrogen dan oksigen berketulenan tinggi dalam industri moden. Teknologi ini digunakan secara meluas dalam pelbagai industri seperti metalurgi, kejuruteraan kimia dan perubatan. Artikel ini akan meneroka secara mendalam bagaimana pemisahan udara kriogenik menghasilkan nitrogen dan oksigen berketulenan tinggi, serta langkah-langkah utama dan peralatan yang terlibat dalam proses tersebut.

1. Prinsip asas pemisahan udara kriogenik

Pemisahan udara kriogenik merupakan proses yang mengasingkan komponen utama udara dengan menurunkan suhu. Udara terutamanya terdiri daripada nitrogen, oksigen dan sedikit argon. Dengan memampatkan dan menyejukkan udara kepada suhu yang sangat rendah, udara dicairkan, dan kemudian takat didih yang berbeza bagi setiap gas digunakan untuk penyulingan bagi memisahkan nitrogen dan oksigen. Takat didih nitrogen ialah -195.8℃, dan takat didih oksigen ialah -183℃, jadi ia boleh ditulenkan secara berasingan melalui penyulingan berperingkat.

2. Peringkat pra-rawatan: Penulenan udara

Dalam proses pemisahan udara kriogenik, pra-rawatan udara merupakan langkah pertama yang penting. Udara mengandungi bendasing seperti habuk, karbon dioksida dan kelembapan, yang akan membeku dalam persekitaran suhu rendah, menyebabkan peralatan tersumbat. Oleh itu, udara terlebih dahulu tertakluk kepada langkah penapisan, pemampatan dan pengeringan untuk menghilangkan bendasing dan kelembapan. Biasanya, pengering dan penjerap penapis molekul merupakan peralatan penting yang digunakan untuk menghilangkan bendasing dari udara, memastikan kestabilan dan kecekapan proses pemisahan kriogenik berikutnya.

3. Pemampatan dan penyejukan udara

Udara yang telah ditulenkan perlu dimampatkan, biasanya melalui pelbagai pemampat untuk meningkatkan tekanan udara kepada 5-6 megapascal. Udara termampat kemudiannya disejukkan melalui penukar haba dengan gas yang dikembalikan pada suhu rendah, secara beransur-ansur mengurangkan suhu untuk menghampiri titik pencairan. Dalam proses ini, penukar haba memainkan peranan penting, kerana ia boleh mengurangkan penggunaan tenaga secara berkesan dan meningkatkan kecekapan penyejukan, memastikan udara boleh dicairkan dalam keadaan suhu rendah, menyediakan keadaan untuk pemisahan penyulingan berikutnya.

4. Pencairan dan penyulingan udara

Dalam menara pemisahan kriogenik, udara termampat dan sejuk disejukkan lagi kepada keadaan cecair. Udara cecair dihantar ke menara penyulingan untuk pemisahan. Menara penyulingan dibahagikan kepada dua bahagian: menara tekanan tinggi dan menara tekanan rendah. Dalam menara tekanan tinggi, udara dipisahkan kepada oksigen mentah dan nitrogen mentah, dan kemudian oksigen mentah dan nitrogen mentah disuling lagi dalam menara tekanan rendah untuk mendapatkan oksigen dan nitrogen berketulenan tinggi. Pemisahan nitrogen dan oksigen terutamanya menggunakan sifat fizikal takat didih yang berbeza, jadi pemisahan yang cekap boleh dicapai dalam menara penyulingan.

5. Proses penulenan

Oksigen dan nitrogen yang dipisahkan di menara penyulingan masih mengandungi sedikit bendasing, jadi ia perlu ditulenkan lebih lanjut untuk memenuhi piawaian perindustrian dan perubatan. Ketulenan nitrogen boleh diperbaiki melalui pemangkin penyahoksigenan hidrogen, manakala ketulenan oksigen boleh dicapai melalui proses penyulingan semula. Untuk meningkatkan ketulenan gas produk, peralatan seperti penulen nitrogen dan penulen oksigen biasanya digunakan, yang akhirnya memperoleh produk oksigen dan nitrogen berketulenan tinggi.

6. Aplikasi nitrogen dan oksigen

Nitrogen dan oksigen berketulenan tinggi yang dihasilkan oleh teknologi pemisahan udara kriogenik digunakan secara meluas dalam pelbagai industri. Nitrogen berketulenan tinggi digunakan dalam industri kimia sebagai gas pelindung dan gas pembawa, dalam industri makanan untuk pengawetan dan pembungkusan, dan oksigen digunakan secara meluas dalam industri perubatan dan kimpalan. Dalam industri metalurgi, oksigen juga digunakan untuk meningkatkan kecekapan pembakaran dan mengurangkan pelepasan karbon. Dalam aplikasi ini, ketulenan gas adalah kunci untuk menentukan kebolehgunaannya, dan teknologi pemisahan udara kriogenik telah mendapat pengiktirafan meluas untuk pemisahannya yang cekap dan output berketulenan tinggi.

7. Kelebihan dan cabaran teknologi pemisahan udara kriogenik

Teknologi pemisahan udara kriogenik digemari dalam sektor perindustrian kerana ketulenannya yang tinggi dan kecekapan yang tinggi. Walau bagaimanapun, teknologi ini juga menghadapi beberapa cabaran, seperti penggunaan tenaga yang tinggi dan kos penyelenggaraan peralatan yang tinggi. Untuk mengurangkan penggunaan tenaga, peralatan pemisahan udara kriogenik moden biasanya dilengkapi dengan sistem penjimatan tenaga yang canggih, seperti peranti pemulihan haba dan sistem penyejukan mampatan berbilang peringkat. Tambahan pula, aplikasi teknologi kawalan automasi telah meningkatkan kecekapan operasi dan keselamatan unit pemisahan udara kriogenik dalam dengan ketara. Melalui pengoptimuman teknologi dan penambahbaikan peralatan, kecekapan tenaga dan kestabilan sistem pemisahan udara kriogenik dalam telah dipertingkatkan secara berterusan, seterusnya menggalakkan aplikasinya dalam pelbagai industri.

Pemisahan udara kriogenik dalam kini merupakan salah satu kaedah paling berkesan untuk menghasilkan nitrogen dan oksigen berketulenan tinggi. Ia secara berkesan mengasingkan dan menulenkan oksigen dan nitrogen daripada udara melalui pelbagai langkah seperti pra-rawatan udara, pemampatan, penyejukan, pencairan dan penyulingan. Walaupun proses pemisahan udara kriogenik dalam mempunyai penggunaan tenaga yang tinggi dan peralatan yang kompleks, kesan pemisahannya yang cekap dan output produk berketulenan tinggi menjadikan teknologi ini sangat diperlukan dalam pelbagai industri.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com