HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Cryogene luchtscheidingstechnologie is een van de belangrijkste methoden voor de productie van hoogzuivere stikstof en zuurstof in de moderne industrie. Deze technologie wordt veel gebruikt in diverse sectoren, zoals de metaalindustrie, chemische technologie en de geneeskunde. Dit artikel gaat dieper in op de productie van hoogzuivere stikstof en zuurstof door middel van cryogene luchtscheiding, evenals de belangrijkste stappen en apparatuur die bij dit proces betrokken zijn.

1. Basisprincipe van cryogene luchtscheiding

Cryogene luchtscheiding is een proces waarbij de hoofdbestanddelen van lucht worden gescheiden door de temperatuur te verlagen. Lucht bestaat voornamelijk uit stikstof, zuurstof en een kleine hoeveelheid argon. Door de lucht te comprimeren en af te koelen tot een extreem lage temperatuur, wordt de lucht vloeibaar gemaakt. Vervolgens worden de verschillende kookpunten van elk gas gebruikt voor destillatie om stikstof en zuurstof te scheiden. Het kookpunt van stikstof is -195,8 °C en dat van zuurstof -183 °C, waardoor ze afzonderlijk gezuiverd kunnen worden door middel van getrapte destillatie.

2. Voorbehandelingsfase: Luchtzuivering

In het cryogene luchtscheidingsproces is luchtvoorbehandeling een cruciale eerste stap. Lucht bevat onzuiverheden zoals stof, koolstofdioxide en vocht, die in de lage temperatuuromgeving bevriezen en zo verstoppingen in de apparatuur veroorzaken. Daarom wordt de lucht eerst onderworpen aan filtratie-, compressie- en droogstappen om onzuiverheden en vocht te verwijderen. Drogers en moleculaire zeefadsorbers zijn doorgaans belangrijke apparatuur die wordt gebruikt om onzuiverheden uit de lucht te verwijderen en de stabiliteit en efficiëntie van het daaropvolgende cryogene scheidingsproces te waarborgen.

3. Luchtcompressie en -koeling

De gezuiverde lucht moet worden samengeperst, meestal via meerdere compressoren, om de luchtdruk te verhogen tot 5-6 megapascal. De perslucht wordt vervolgens gekoeld via warmtewisselaars, waarbij het terugstromende gas een lage temperatuur heeft. De temperatuur wordt geleidelijk verlaagd tot het liquefactiepunt. Warmtewisselaars spelen in dit proces een cruciale rol, omdat ze het energieverbruik effectief kunnen verlagen en de koelefficiëntie kunnen verbeteren. Zo kan de lucht bij lage temperaturen vloeibaar worden gemaakt, wat de voorwaarden creëert voor de daaropvolgende destillatiescheiding.

4. Luchtvervloeiing en destillatie

In de cryogene scheidingstoren wordt de samengeperste en gekoelde lucht verder afgekoeld tot een vloeibare toestand. De vloeibare lucht wordt naar de destillatietoren gestuurd voor scheiding. De destillatietoren bestaat uit twee delen: de hogedruktoren en de lagedruktoren. In de hogedruktoren wordt de lucht gescheiden in ruwe zuurstof en ruwe stikstof, waarna de ruwe zuurstof en ruwe stikstof in de lagedruktoren verder worden gedestilleerd om zuurstof en stikstof met een hoge zuiverheid te verkrijgen. De scheiding van stikstof en zuurstof maakt voornamelijk gebruik van hun verschillende fysische eigenschappen wat betreft kookpunten, waardoor een efficiënte scheiding in de destillatietoren kan worden bereikt.

5. Zuiveringsproces

De zuurstof en stikstof die in de destillatietoren worden afgescheiden, bevatten nog steeds een kleine hoeveelheid onzuiverheden en moeten daarom verder worden gezuiverd om te voldoen aan industriële en medische normen. De zuiverheid van stikstof kan worden verbeterd door middel van waterstofdeoxygenatiekatalysatoren, terwijl de zuiverheid van zuurstof kan worden bereikt door middel van herdestillatieprocessen. Om de zuiverheid van het productgas te verbeteren, worden meestal apparatuur zoals stikstof- en zuurstofzuiveraars gebruikt, wat uiteindelijk resulteert in zeer zuivere zuurstof- en stikstofproducten.

6. Toepassingen van stikstof en zuurstof

Hoogzuivere stikstof en zuurstof, geproduceerd door cryogene luchtscheidingstechnologie, worden veelvuldig gebruikt in diverse industrieën. Hoogzuivere stikstof wordt gebruikt in de chemische industrie als beschermgas en draaggas, in de voedingsmiddelenindustrie voor conservering en verpakking, en zuurstof wordt veel gebruikt in de medische en lasindustrie. In de metaalindustrie wordt zuurstof ook gebruikt om de verbrandingsefficiëntie te verbeteren en de CO2-uitstoot te verminderen. In deze toepassingen is de zuiverheid van het gas doorslaggevend voor de toepasbaarheid ervan, en cryogene luchtscheidingstechnologie heeft brede erkenning gekregen vanwege de efficiënte scheiding en de hoge zuiverheidsgraad.

7. Voordelen en uitdagingen van cryogene luchtscheidingstechnologie

Cryogene luchtscheidingstechnologie geniet in de industriële sector de voorkeur vanwege de hoge zuiverheid en hoge efficiëntie. Deze technologie kent echter ook enkele uitdagingen, zoals een hoog energieverbruik en hoge onderhoudskosten voor apparatuur. Om het energieverbruik te verlagen, zijn moderne cryogene luchtscheidingsapparatuur doorgaans uitgerust met geavanceerde energiebesparende systemen, zoals warmteterugwinning en meertraps compressiekoelsystemen. Bovendien heeft de toepassing van geautomatiseerde regeltechnologie de operationele efficiëntie en veiligheid van diepe cryogene luchtscheidingsunits aanzienlijk verbeterd. Door technologische optimalisatie en apparatuurverbeteringen zijn de energie-efficiëntie en stabiliteit van diepe cryogene luchtscheidingssystemen continu verbeterd, waardoor hun toepassing in diverse industrieën verder wordt bevorderd.

Diepe cryogene luchtscheiding is momenteel een van de meest effectieve methoden voor de productie van hoogzuivere stikstof en zuurstof. Het scheidt en zuivert effectief zuurstof en stikstof uit de lucht via meerdere stappen, zoals voorbehandeling van de lucht, compressie, koeling, liquefactie en destillatie. Hoewel het proces van diepe cryogene luchtscheiding een hoog energieverbruik en complexe apparatuur met zich meebrengt, maken het efficiënte scheidingseffect en de hoogzuivere productoutput deze technologie onmisbaar in diverse industrieën.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com