קבוצת הטכנולוגיה של האנגז'ו נוז'ואו בע"מ

טכנולוגיית הפרדת אוויר קריוגנית היא אחת השיטות החשובות לייצור חנקן וחמצן בטוהר גבוה בתעשייה המודרנית. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות שונות כגון מטלורגיה, הנדסה כימית ורפואה. מאמר זה יבחן לעומק כיצד הפרדת אוויר קריוגנית מייצרת חנקן וחמצן בטוהר גבוה, כמו גם את השלבים המרכזיים והציוד המעורבים בתהליך.

1. עיקרון בסיסי של הפרדת אוויר קריוגנית

הפרדת אוויר קריוגנית היא תהליך המפריד את המרכיבים העיקריים של האוויר על ידי הורדת הטמפרטורה. האוויר מורכב בעיקר מחנקן, חמצן וכמות קטנה של ארגון. על ידי דחיסה וקירור האוויר לטמפרטורה נמוכה במיוחד, האוויר הופך נוזלי, ולאחר מכן נקודות הרתיחה השונות של כל גז מנוצלות לזיקוק כדי להפריד חנקן וחמצן. נקודת הרתיחה של חנקן היא -195.8℃, ושל חמצן היא -183℃, כך שניתן לטהר אותם בנפרד באמצעות זיקוק מדורג.

2. שלב טיפול מקדים: טיהור אוויר

בתהליך הפרדת אוויר קריוגני, טיפול מקדים באוויר הוא שלב ראשון וחשוב. האוויר מכיל זיהומים כגון אבק, פחמן דו-חמצני ולחות, אשר יקפאו בסביבה בטמפרטורה נמוכה ויגרמו לחסימת הציוד. לכן, האוויר עובר תחילה שלבי סינון, דחיסה וייבוש כדי להסיר זיהומים ולחות. בדרך כלל, מייבשים וסופחי מסננת מולקולרית הם ציוד חשוב המשמש להסרת זיהומים מהאוויר, תוך הבטחת היציבות והיעילות של תהליך ההפרדה הקריוגני שלאחר מכן.

3. דחיסת אוויר וקירור

יש לדחוס את האוויר המטוהר, בדרך כלל באמצעות מספר מדחסים כדי להגביר את לחץ האוויר ל-5-6 מגה-פסקל. לאחר מכן, האוויר הדחוס מקורר באמצעות מחליפי חום, כאשר הגז המוחזר בטמפרטורה נמוכה, תוך הפחתה הדרגתית של הטמפרטורה עד לנקודת הנזלה. בתהליך זה, מחליפי חום ממלאים תפקיד מכריע, מכיוון שהם יכולים להפחית ביעילות את צריכת האנרגיה ולשפר את יעילות הקירור, ובכך להבטיח שניתן יהיה להנזל את האוויר בתנאי טמפרטורה נמוכים, ולספק את התנאים להפרדת זיקוק לאחר מכן.

4. הנזלה וזיקוק באוויר

במגדל ההפרדה הקריוגני, האוויר הדחוס והמקורר מקורר עוד יותר למצב נוזלי. האוויר הנוזלי נשלח למגדל הזיקוק לצורך הפרדה. מגדל הזיקוק מחולק לשני חלקים: מגדל הלחץ הגבוה ומגדל הלחץ הנמוך. במגדל הלחץ הגבוה, האוויר מופרד לחמצן גולמי וחנקן גולמי, ולאחר מכן החמצן הגולמי והחנקן הגולמי מזוקקים עוד יותר במגדל הלחץ הנמוך כדי לקבל חמצן וחנקן בטוהר גבוה. הפרדת החנקן והחמצן מנצלת בעיקר את התכונות הפיזיקליות השונות שלהם של נקודות רתיחה, כך שניתן להשיג הפרדה יעילה במגדל הזיקוק.

5. תהליך טיהור

החמצן והחנקן המופרדים במגדל הזיקוק עדיין מכילים כמות קטנה של זיהומים, ולכן יש צורך לטהר אותם עוד יותר כדי לעמוד בתקנים תעשייתיים ורפואיים. ניתן לשפר את טוהר החנקן באמצעות זרזים להסרת חמצון במימן, בעוד שניתן להשיג את טוהר החמצן באמצעות תהליכי זיקוק חוזר. כדי לשפר את טוהר גז התוצר, משתמשים בדרך כלל בציוד כגון מטהרי חנקן ומטהרי חמצן, שבסופו של דבר מתקבלים תוצרי חמצן וחנקן בעלי טוהר גבוה.

6. יישומים של חנקן וחמצן

חנקן וחמצן בעלי טוהר גבוה המיוצרים בטכנולוגיית הפרדת אוויר קריוגנית נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות רבות. חנקן בעל טוהר גבוה משמש בתעשייה הכימית כגז מגן וגז נשא, בתעשיית המזון לשימור ואריזה, וחמצן נמצא בשימוש נרחב בתעשיות הרפואה והריתוך. בתעשיית המתכת, חמצן משמש גם לשיפור יעילות הבעירה ולהפחתת פליטות פחמן. ביישומים אלה, טוהר הגז הוא המפתח לקביעת תחולתו, וטכנולוגיית הפרדת אוויר קריוגנית זכתה להכרה רחבה בזכות ההפרדה היעילה והתפוקה בעלת הטוהר הגבוה שלה.

7. יתרונות ואתגרים של טכנולוגיית הפרדת אוויר קריוגנית

טכנולוגיית הפרדת אוויר קריוגנית מועדפת במגזר התעשייתי בשל טוהרה הגבוה ויעילותה הגבוהה. עם זאת, טכנולוגיה זו מתמודדת גם עם כמה אתגרים, כגון צריכת אנרגיה גבוהה ועלויות תחזוקת ציוד גבוהות. כדי להפחית את צריכת האנרגיה, ציוד הפרדת אוויר קריוגני מודרני מגיע בדרך כלל עם מערכות מתקדמות לחיסכון באנרגיה, כגון התקני שחזור חום ומערכות קירור דחיסה רב-שלביות. יתר על כן, יישום טכנולוגיית בקרת אוטומציה שיפר משמעותית את היעילות התפעולית והבטיחות של יחידות הפרדת אוויר קריוגנית עמוקה. באמצעות אופטימיזציה טכנולוגית ושיפורי ציוד, יעילות האנרגיה והיציבות של מערכות הפרדת אוויר קריוגניות עמוקות שופרו באופן מתמיד, מה שמקדם עוד יותר את יישומן בתעשיות שונות.

הפרדת אוויר קריוגנית עמוקה היא כיום אחת השיטות היעילות ביותר לייצור חנקן וחמצן בטוהר גבוה. היא מפרידה ומטהרת ביעילות חמצן וחנקן מהאוויר באמצעות שלבים מרובים כגון טיפול מקדים באוויר, דחיסה, קירור, הנזלה וזיקוק. למרות שתהליך הפרדת האוויר הקריוגנית העמוקה כרוך בצריכת אנרגיה גבוהה וציוד מורכב, אפקט ההפרדה היעיל שלו ותפוקת המוצר בטוהר גבוה הופכים טכנולוגיה זו להכרחית בתעשיות מרובות.

אנה טל'/וואטסאפ/ווצ'ט:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com