HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Cryogene luchtscheidingstechnologie is een van de belangrijkste methoden voor de productie van zeer zuivere stikstof en zuurstof in de moderne industrie. Deze technologie wordt veelvuldig gebruikt in diverse sectoren, zoals de metallurgie, chemische technologie en geneeskunde. Dit artikel gaat dieper in op hoe cryogene luchtscheiding zeer zuivere stikstof en zuurstof produceert, evenals de belangrijkste stappen en apparatuur die bij dit proces betrokken zijn.

1. Basisprincipe van cryogene luchtscheiding

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

2. Voorbehandelingsfase: Luchtzuivering

Bij het cryogene luchtscheidingsproces is de voorbehandeling van de lucht een cruciale eerste stap. Lucht bevat onzuiverheden zoals stof, koolstofdioxide en vocht, die in de lage temperatuuromgeving bevriezen en de apparatuur kunnen verstoppen. Daarom wordt de lucht eerst gefilterd, gecomprimeerd en gedroogd om onzuiverheden en vocht te verwijderen. Doorgaans worden drogers en moleculaire zeefadsorbers gebruikt om onzuiverheden uit de lucht te verwijderen, waardoor de stabiliteit en efficiëntie van het daaropvolgende cryogene scheidingsproces worden gewaarborgd.

3. Luchtcompressie en koeling

De gezuiverde lucht moet worden gecomprimeerd, meestal met behulp van meerdere compressoren, om de luchtdruk te verhogen tot 5-6 megapascal. De gecomprimeerde lucht wordt vervolgens gekoeld door warmtewisselaars met het teruggevoerde gas op een lage temperatuur, waardoor de temperatuur geleidelijk daalt tot het vloeibaarheidspunt. Warmtewisselaars spelen een cruciale rol in dit proces, omdat ze het energieverbruik effectief kunnen verlagen en de koelefficiëntie kunnen verbeteren. Hierdoor kan de lucht onder lage temperaturen vloeibaar worden gemaakt, wat de voorwaarden schept voor de daaropvolgende destillatiescheiding.

4. Luchtvervloeing en -destillatie

In de cryogene scheidingstoren wordt de gecomprimeerde en gekoelde lucht verder afgekoeld tot een vloeibare toestand. De vloeibare lucht wordt naar de destillatietoren geleid voor scheiding. De destillatietoren is verdeeld in twee delen: de hogedruktoren en de lagedruktoren. In de hogedruktoren wordt de lucht gescheiden in ruwe zuurstof en ruwe stikstof. Deze ruwe zuurstof en ruwe stikstof worden vervolgens in de lagedruktoren verder gedestilleerd om zuurstof en stikstof van hoge zuiverheid te verkrijgen. De scheiding van stikstof en zuurstof is voornamelijk gebaseerd op hun verschillende fysische eigenschappen, met name hun kookpunten, waardoor een efficiënte scheiding in de destillatietoren mogelijk is.

5. Zuiveringsproces

De zuurstof en stikstof die in de destillatietoren worden afgescheiden, bevatten nog steeds een kleine hoeveelheid onzuiverheden. Daarom moeten ze 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 herdestillatieprocessen. Om de zuiverheid van het productgas te verbeteren, worden doorgaans apparaten zoals stikstofzuiveraars en zuurstofzuiveraars gebruikt, waarmee uiteindelijk zeer zuivere zuurstof- en stikstofproducten worden verkregen.

6. Toepassingen van stikstof en zuurstof

Hoogzuivere stikstof en zuurstof, geproduceerd met behulp van cryogene luchtscheidingstechnologie, worden op grote schaal gebruikt in diverse industrieën. Hoogzuivere stikstof wordt in de chemische industrie gebruikt als beschermgas en draaggas, in de voedingsmiddelenindustrie voor conservering en verpakking, en zuurstof vindt veel toepassing in de medische en lasindustrie. In de metallurgische industrie wordt zuurstof ook gebruikt om de verbrandingsefficiëntie te verbeteren en de CO2-uitstoot te verminderen. In deze toepassingen is de zuiverheid van het gas cruciaal voor de toepasbaarheid ervan, en cryogene luchtscheidingstechnologie heeft brede erkenning gekregen voor haar efficiënte scheiding en de hoge zuiverheid die het oplevert.

7. Voordelen en uitdagingen van cryogene luchtscheidingstechnologie

Cryogene luchtseparatietechnologie is populair in de industriële sector vanwege de hoge zuiverheid en efficiëntie. Deze technologie kent echter ook enkele uitdagingen, zoals een hoog energieverbruik en hoge onderhoudskosten. Om het energieverbruik te verminderen, zijn moderne cryogene luchtseparatie-installaties doorgaans uitgerust met geavanceerde energiebesparende systemen, zoals warmteterugwinningssystemen en meertraps compressiekoelsystemen. Bovendien heeft de toepassing van automatiseringstechnologie de operationele efficiëntie en veiligheid van diep-cryogene luchtseparatie-installaties aanzienlijk verbeterd. Door technologische optimalisatie en verbeteringen aan de apparatuur zijn de energie-efficiëntie en stabiliteit van diep-cryogene luchtseparatiesystemen 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 zeer zuivere stikstof en zuurstof. Het scheidt en zuivert zuurstof en stikstof effectief uit de lucht door middel van meerdere stappen, zoals voorbehandeling van de lucht, compressie, koeling, vloeibaarmaking en destillatie. Hoewel het proces van diepe cryogene luchtscheiding een hoog energieverbruik en complexe apparatuur vereist, maken de efficiënte scheiding en de zeer zuivere productopbrengst deze technologie onmisbaar in diverse industrieën.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com