Kriogeniese lugskeidingstegnologie is een van die belangrike metodes vir die vervaardiging van hoë-suiwer stikstof en suurstof in die moderne nywerheid. Hierdie tegnologie word wyd gebruik in verskeie nywerhede soos metallurgie, chemiese ingenieurswese en medisyne. Hierdie artikel sal diepgaande ondersoek instel na hoe kriogeniese lugskeiding hoë-suiwer stikstof en suurstof produseer, asook die belangrikste stappe en toerusting wat by die proses betrokke is.

 12

1. Basiese beginsel van kriogeniese lugskeiding

Kriogeniese lugskeiding is 'n proses wat die hoofkomponente van lug skei deur die temperatuur te verlaag. Lug bestaan hoofsaaklik uit stikstof, suurstof en 'n klein hoeveelheid argon. Deur die lug saam te pers en af te koel tot 'n uiters lae temperatuur, word die lug vloeibaar gemaak, en dan word die verskillende kookpunte van elke gas vir distillasie gebruik om stikstof en suurstof te skei. Die kookpunt van stikstof is -195.8℃, en dié van suurstof is -183℃, sodat hulle afsonderlik gesuiwer kan word deur middel van gefaseerde distillasie.

2. Voorbehandelingsfase: Lugsuiwering

In die kriogeniese lugskeidingsproses is lugvoorbehandeling 'n belangrike eerste stap. Lug bevat onsuiwerhede soos stof, koolstofdioksied en vog, wat in die lae-temperatuur omgewing sal vries, wat toerustingblokkasie veroorsaak. Daarom word die lug eers onderwerp aan filtrasie-, kompressie- en droogstappe om onsuiwerhede en vog te verwyder. Tipies is droërs en molekulêre sif-adsorbeerders belangrike toerusting wat gebruik word om onsuiwerhede uit die lug te verwyder, wat die stabiliteit en doeltreffendheid van die daaropvolgende kriogeniese skeidingsproses verseker.

3. Lugkompressie en verkoeling

Die gesuiwerde lug moet saamgepers word, gewoonlik deur verskeie kompressors om die lugdruk tot 5-6 megapascal te verhoog. Die saamgeperste lug word dan deur hitteruilers afgekoel met die teruggevoerde gas teen 'n lae temperatuur, wat die temperatuur geleidelik verlaag om die vloeibaarmakingspunt te nader. In hierdie proses speel hitteruilers 'n belangrike rol, aangesien hulle energieverbruik effektief kan verminder en verkoelingsdoeltreffendheid kan verbeter, wat verseker dat die lug onder lae temperatuurtoestande vloeibaar gemaak kan word, wat die toestande vir daaropvolgende distillasieskeiding bied.

4. Lugvloeibaarmaking en distillasie

In die kriogeniese skeidingstoring word die saamgeperste en afgekoelde lug verder afgekoel tot 'n vloeibare toestand. Die vloeibare lug word na die distillasietoring gestuur vir skeiding. Die distillasietoring word in twee dele verdeel: die hoëdruktoring en die laedruktoring. In die hoëdruktoring word die lug geskei in ru-suurstof en ru-stikstof, en dan word die ru-suurstof en ru-stikstof verder in die laedruktoring gedistilleer om hoësuiwer suurstof en stikstof te verkry. Die skeiding van stikstof en suurstof maak hoofsaaklik gebruik van hul verskillende fisiese eienskappe van kookpunte, sodat doeltreffende skeiding in die distillasietoring bereik kan word.

5. Suiweringsproses

Die suurstof en stikstof wat in die distillasietoring geskei word, bevat steeds 'n klein hoeveelheid onsuiwerhede, dus moet hulle verder gesuiwer word om aan industriële en mediese standaarde te voldoen. Die suiwerheid van stikstof kan verbeter word deur waterstofdeoksigeneringskatalisators, terwyl die suiwerheid van suurstof deur herdistillasieprosesse bereik kan word. Om die suiwerheid van die produkgas te verbeter, word toerusting soos stikstofsuiweraars en suurstofsuiweraars gewoonlik gebruik, wat uiteindelik hoë suiwerheid suurstof- en stikstofprodukte verkry.

6. Toepassings van stikstof en suurstof

Hoë-suiwer stikstof en suurstof wat deur kriogeniese lugskeidingstegnologie geproduseer word, word wyd in verskeie industrieë gebruik. Hoë-suiwer stikstof word in die chemiese industrie as 'n beskermende gas en draergas gebruik, in die voedselindustrie vir preservering en verpakking, en suurstof word wyd in die mediese en sweisindustrieë gebruik. In die metallurgiese industrie word suurstof ook gebruik om verbrandingsdoeltreffendheid te verbeter en koolstofvrystellings te verminder. In hierdie toepassings is die suiwerheid van die gas die sleutel tot die bepaling van die toepaslikheid daarvan, en kriogeniese lugskeidingstegnologie het wye erkenning gekry vir sy doeltreffende skeiding en hoë-suiwerheid uitset.

7. Voordele en uitdagings van kriogeniese lugskeidingstegnologie

Kriogeniese lugskeidingstegnologie word in die industriële sektor verkies vanweë die hoë suiwerheid en hoë doeltreffendheid daarvan. Hierdie tegnologie staar egter ook sekere uitdagings in die gesig, soos hoë energieverbruik en hoë onderhoudskoste vir toerusting. Om energieverbruik te verminder, word moderne kriogeniese lugskeidingstoerusting gewoonlik voorsien van gevorderde energiebesparende stelsels, soos hitteherwinningstoestelle en meerstadium-kompressiekoelstelsels. Verder het die toepassing van outomatiseringsbeheertegnologie die operasionele doeltreffendheid en veiligheid van diep kriogeniese lugskeidingseenhede aansienlik verbeter. Deur tegnologiese optimalisering en toerustingverbeterings is die energie-doeltreffendheid en stabiliteit van diep kriogeniese lugskeidingstelsels voortdurend verbeter, wat hul toepassing in verskeie industrieë verder bevorder.

 13

Diep kriogeniese lugskeiding is tans een van die mees effektiewe metodes vir die vervaardiging van hoë suiwerheid stikstof en suurstof. Dit skei en suiwer suurstof en stikstof effektief uit die lug deur verskeie stappe soos voorbehandeling van lug, kompressie, verkoeling, vloeibaarmaking en distillasie. Alhoewel die diep kriogeniese lugskeidingsproses hoë energieverbruik en komplekse toerusting het, maak die doeltreffende skeidingseffek en hoë suiwerheid produkuitset hierdie tegnologie onontbeerlik in verskeie industrieë.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com 

 


Plasingstyd: 14 Julie 2025