Loftskiljun með lághita er ein mikilvægasta aðferðin til að framleiða hreint köfnunarefni og súrefni í nútíma iðnaði. Þessi tækni er mikið notuð í ýmsum atvinnugreinum eins og málmvinnslu, efnaverkfræði og læknisfræði. Þessi grein fjallar ítarlega um hvernig loftskiljun með lághita framleiðir hreint köfnunarefni og súrefni, sem og helstu skref og búnað sem þarf að taka þátt í ferlinu.

 12

1. Grunnreglan um aðskilnað lofts með lágum hita

Kryógenísk loftskiljun er ferli sem aðskilur helstu efnisþætti lofts með því að lækka hitastigið. Loft samanstendur aðallega af köfnunarefni, súrefni og litlu magni af argoni. Með því að þjappa og kæla loftið niður í mjög lágt hitastig er loftið fljótandi og síðan eru mismunandi suðupunktar hvers lofttegundar notaðir til eimingar til að aðskilja köfnunarefni og súrefni. Suðupunktur köfnunarefnis er -195,8 ℃ og súrefnis er -183 ℃, þannig að hægt er að hreinsa þau sérstaklega með stigskiptri eimingu.

2. Formeðferðarstig: Lofthreinsun

Í lághitaaðskilnaðarferli lofts er forvinnsla lofts mikilvægt fyrsta skref. Loft inniheldur óhreinindi eins og ryk, koltvísýring og raka, sem frýs í lághitaumhverfi og veldur stíflu í búnaði. Þess vegna er loftið fyrst síað, þjappað og þurrkað til að fjarlægja óhreinindi og raka. Þurrkarar og sameindasigti eru yfirleitt mikilvægur búnaður sem notaður er til að fjarlægja óhreinindi úr loftinu og tryggja stöðugleika og skilvirkni síðari lághitaaðskilnaðarferlisins.

3. Loftþjöppun og kæling

Hreinsaða loftið þarf að þjappa saman, venjulega með mörgum þjöppum til að auka loftþrýstinginn í 5-6 megapascal. Þjappaða loftið er síðan kælt í gegnum varmaskiptara þar sem gasið sem kemur aftur er lágt og hitastigið lækkar smám saman þar til það nálgast fljótandi stig. Í þessu ferli gegna varmaskiptar lykilhlutverki þar sem þeir geta dregið úr orkunotkun á áhrifaríkan hátt og bætt kælivirkni, sem tryggir að loftið geti orðið fljótandi við lágan hita og skapar þannig skilyrði fyrir síðari eimingu.

4. Loftvökvun og eiming

Í lágþrýstingsskiljunarturninum er þjappaða og kælda loftið kælt enn frekar niður í fljótandi ástand. Fljótandi loftið er sent í eimingarturninn til aðskilnaðar. Eimingarturninn skiptist í tvo hluta: háþrýstiturninn og lágþrýstiturninn. Í háþrýstiturninum er loftið aðskilið í óhreinsað súrefni og óhreinsað köfnunarefni, og síðan eru óhreinsað súrefni og óhreinsað köfnunarefni eimuð frekar í lágþrýstiturninum til að fá mjög hreint súrefni og köfnunarefni. Aðskilnaður köfnunarefnis og súrefnis nýtir aðallega mismunandi eðliseiginleika þeirra hvað varðar suðumark, þannig að hægt er að ná fram skilvirkri aðskilnaði í eimingarturninum.

5. Hreinsunarferli

Súrefnið og köfnunarefnið sem aðskilin eru í eimingarturninum innihalda enn lítið magn af óhreinindum, þannig að þau þarf að hreinsa frekar til að uppfylla iðnaðar- og læknisfræðilega staðla. Hægt er að bæta hreinleika köfnunarefnis með vetnisafoxunarhvötum, en hægt er að ná hreinleika súrefnis með endureimingarferlum. Til að bæta hreinleika afurðargassins er venjulega notaður búnaður eins og köfnunarefnishreinsir og súrefnishreinsir, sem að lokum fæst súrefnis- og köfnunarefnisafurðir með mikilli hreinleika.

6. Notkun köfnunarefnis og súrefnis

Hreint köfnunarefni og súrefni sem framleitt er með lághitatækni eru mikið notuð í fjölmörgum atvinnugreinum. Hreint köfnunarefni er notað í efnaiðnaði sem verndargas og burðargas, í matvælaiðnaði til varðveislu og umbúða, og súrefni er mikið notað í læknisfræði- og suðuiðnaði. Í málmiðnaði er súrefni einnig notað til að bæta brunahagkvæmni og draga úr kolefnislosun. Í þessum tilgangi er hreinleiki gassins lykillinn að því að ákvarða notagildi þess, og lághitatækni hefur hlotið mikla viðurkenningu fyrir skilvirka aðskilnað og mikla hreinleika.

7. Kostir og áskoranir við aðskilnað lofts með lágum hita

Loftskiljunartækni með lághita er vinsæl í iðnaði vegna mikils hreinleika og skilvirkni. Þessi tækni stendur þó einnig frammi fyrir nokkrum áskorunum, svo sem mikilli orkunotkun og miklum viðhaldskostnaði búnaðar. Til að draga úr orkunotkun eru nútímalegir loftskiljunarbúnaður með lághita yfirleitt búinn háþróuðum orkusparandi kerfum, svo sem varmaendurvinnslutækjum og fjölþrepa þjöppunarkælikerfum. Ennfremur hefur notkun sjálfvirkrar stjórntækni aukið rekstrarhagkvæmni og öryggi djúpskiljunareininga með lághita. Með tæknilegri hagræðingu og úrbótum á búnaði hefur orkunýtni og stöðugleiki djúpskiljunarkerfa með lághita verið stöðugt bætt, sem ýtir enn frekar undir notkun þeirra í ýmsum atvinnugreinum.

 13

Djúp lághitaaðskilnaður lofts er ein áhrifaríkasta aðferðin til að framleiða hreint köfnunarefni og súrefni. Hún aðskilur og hreinsar súrefni og köfnunarefni á áhrifaríkan hátt úr loftinu í gegnum mörg skref eins og forvinnslu lofts, þjöppun, kælingu, fljótandi myndun og eimingu. Þó að djúp lághitaaðskilnaður lofts hafi mikla orkunotkun og flókinn búnað, þá gerir skilvirk aðskilnaðaráhrif hennar og hreinar afurðir þessa tækni ómissandi í mörgum atvinnugreinum.

Anna Sími/Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com 

 


Birtingartími: 14. júlí 2025