Wstęp
Dzięki propozycji społeczeństwa oszczędnościowego i przyjaznego dla środowiska ludzie przedstawili wyższe wymagania dotyczące racjonalnego wykorzystania zasobów. Jako ważny sposób na uzyskanie gazów przemysłowych, takich jak azot i Metoda rozdziału kriogenicznego i metoda rozdziału błony to obecnie dwie główne technologie separacji powietrza, każda z unikalnymi zaletami i odpowiednimi scenariuszami. Niniejszy artykuł ma na celu przeanalizowanie zasad tych dwóch metod i odpowiadających im urządzeń do separacji powietrza oraz zbadanie, jak osiągnąć bardziej wydajne separację gazu i wykorzystanie zasobów poprzez kombinację techniczną.
Metoda rozdziału kriogenicznego
Podstawowa zasada
Metoda rozdziału kriogenicznego jest technologią, która upłynisz powietrze w niskiej temperaturze i oddziela gazy w zależności od różnicy w temperaturze wrzenia. Jego podstawowe kroki obejmują:
Kompresja i oczyszczanie powietrza: Po filtrowaniu powietrza, ściskaniu i ochłodzeniu jest ono przez suchy oczyszczacz w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak wilgoć i dwutlenek węgla.
Likwidacja i frakcjonowanie: Oczyszczone powietrze jest skroplone w głównym wymienniku ciepła, a następnie wchodzi do wieży destylacyjnej. Poprzez frakcjonowanie gazy, takie jak tlen i azot są oddzielone z powodu różnych temperatur wrzenia.
Urządzenie do separacji powietrza
Urządzenie metody separacji kriogenicznej zawiera głównie następujące części:
Sprężarka: Służy do zwiększenia ciśnienia powietrza.
Urządzenie chłodzące: Zmniejsz temperaturę powietrza, aby osiągnąć upłynnienie.
Wieża destylacyjna: Osiągnij oddzielenie gazu poprzez frakcjonowanie.
Pojemnik do magazynowania gazu ciekłego: Zapewnij bezpieczne magazynowanie i transport oddzielonego gazu ciekłego.
Zalety: Wysoka czystość separacji, odpowiednia do produkcji na dużą skalę.
Wady: wysokie zużycie energii, złożony sprzęt, odpowiednie do oddzielania gazów o wysokiej zawartości w powietrzu (takich jak azot i tlen).
Metoda rozdziału błony
Podstawowa zasada
Metoda rozdzielenia błony jest technologią separacji opartą na różnicy w szybkości adsorpcji i szybkości dyfuzji cząsteczek gazu na powierzchni błony. Jego zasada pracy jest następująca:
Selektywne przenikanie: Pod ciśnieniem mieszanina gazu przechodzi przez błonę polimerową, szybko przechodzą małe cząsteczki (takie jak tlen) i zachowują się duże cząsteczki (takie jak azot).
Separacja i zbieranie: Różne gazy są zbierane odpowiednio po stronie przenikania i po stronie retencji błony.
Urządzenie do separacji powietrza
Urządzenie do separacji membrany zawiera głównie następujące części:
Urządzenie kompresyjne: Zapewnia ciśnienie wymagane do przechodzenia przez membranę.
Zespół membrany: jednostka separacji rdzenia, materiały obejmują pochodne celulozy, polimery syntetyczne itp.
System zbierania: używany do przechowywania i wykorzystania oddzielonych gazów.
Zalety: niskie zużycie energii, brak reakcji chemicznej, prosty sprzęt, silna zdolność adaptacyjna.
Wady: Czystość separacji jest stosunkowo niska, odpowiednia dla potrzeb na małą lub specyficzną separację gazu.
Połączenie metody rozdziału kriogenicznego i metody rozdziału błony
Łącząc zalety dwóch technologii, można zaprojektować bardziej wydajne urządzenie do oddzielania powietrza:
Wstępne rozdział: Użyj metody separacji błony, aby szybko oddzielić część gazu i zmniejszyć obciążenie rozdziału kriogenicznego.
Głębokie oczyszczenie: Gaz po rozdzieleniu błony jest dalej oczyszczany przez rozdział kriogeniczny w celu spełnienia wymagań o wysokiej czystości.
Przypadki aplikacji:
W produkcji azotu rozdział błony może szybko wydobyć surowy azot, a separacja kriogeniczna jest stosowana do oczyszczenia go do ponad 99,5%.
Podczas odzyskiwania wodoru separacja błony jest stosowana do wstępnego obróbki, a rozdział kriogeniczny kończy końcowe separacja.
Zalety:
Zmniejsz ogólne zużycie energii.
Popraw wydajność separacji i wykorzystanie zasobów.
Wniosek
Separacja kriogeniczna i rozdział błony mają swoje własne cechy w dziedzinie separacji powietrza. Ten pierwszy jest odpowiedni do produkcji o dużej czystości i na dużą skalę, podczas gdy drugi nadaje się do niskiego zużycia energii i elastycznego działania. Łącząc dwie technologie, można zoptymalizować wydajność i ekonomię jednostek separacji powietrza, zapewniając wsparcie techniczne dla efektywnego wykorzystania zasobów i ochrony środowiska. W przyszłości, wraz z innowacjami materiałów membranowych i poprawą technologii kriogenicznej, technologia separacji powietrza wprowadzi szerszą perspektywę rozwoju.
