हांग्जो नुझुओ प्रौद्योगिकी समूह कं, लिमिटेड।

डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जो कम तापमान वाली तकनीक का उपयोग करके हवा से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य गैसों को अलग करती है। एक उन्नत औद्योगिक गैस उत्पादन विधि के रूप में, डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन का व्यापक रूप से धातु विज्ञान, रासायनिक इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में उपयोग किया जाता है। पूर्ण डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन उपकरण के डिजाइन के लिए न केवल तकनीकी सटीकता की आवश्यकता होती है, बल्कि स्थिर संचालन और आर्थिक लाभ सुनिश्चित करने के लिए औद्योगिक मानकों और ग्राहकों की आवश्यकताओं का अनुपालन भी करना पड़ता है। यह लेख पूर्ण डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन उपकरण की डिज़ाइन आवश्यकताओं पर चर्चा करेगा, जिसमें मुख्य डिज़ाइन विचार, इंजीनियरिंग बिंदु और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सावधानियाँ शामिल होंगी।

1. डिजाइन की बुनियादी आवश्यकताएं
पूर्ण गहरे क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण को डिजाइन करते समय, निर्धारित की जाने वाली पहली बुनियादी आवश्यकताओं में उत्पादन क्षमता, कच्ची हवा की स्थिति, उत्पाद की शुद्धता और मात्रा आदि शामिल हैं। विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों के आधार पर, पूर्ण गहरे क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की उत्पादन क्षमता बहुत भिन्न होती है, आम तौर पर प्रति घंटे सैकड़ों से लेकर हज़ारों क्यूबिक मीटर तक होती है। इसके अलावा, कच्ची हवा में मौजूद अशुद्धियाँ, जैसे नमी और कार्बन डाइऑक्साइड, को प्री-ट्रीटमेंट चरण के माध्यम से हटाने की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपकरण स्थिर और अप्रभावित परिस्थितियों में डीप क्रायोजेनिक संचालन कर सके। इसलिए, प्री-ट्रीटमेंट सिस्टम के डिज़ाइन को स्थानीय हवा के प्रदूषक स्तरों और उपकरणों के ऑपरेटिंग वातावरण पर पूरी तरह से विचार करने की आवश्यकता है।
2. सिस्टम डिज़ाइन संबंधी विचार
गहरे क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की डिजाइन प्रक्रिया में कई प्रमुख प्रणालियाँ शामिल हैं, जिनमें संपीड़न प्रणाली, ताप विनिमय प्रणाली, पृथक्करण टॉवर प्रणाली और आसवन प्रणाली शामिल हैं। संपीड़न प्रणाली के डिजाइन को गहरे क्रायोजेनिक पृथक्करण के लिए उपयुक्त उच्च दबाव वाली हवा के कुशल और विश्वसनीय प्रावधान को सुनिश्चित करने की आवश्यकता है। हीट एक्सचेंजर्स मुख्य घटक हैं जो गहरे क्रायोजेनिक प्रक्रिया की प्राप्ति सुनिश्चित करते हैं, जिसके लिए उच्च तापीय दक्षता की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग कुशल ताप हस्तांतरण और समान गैस प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। साथ ही, पृथक्करण टॉवर और आसवन प्रणाली के डिजाइन को उत्पाद गैस की शुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है, इसलिए पैकिंग, ट्रे का चयन और आसवन प्रक्रिया की स्थितियों का अनुकूलन भी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आसवन टॉवर में, विभिन्न गैस घटकों को बार-बार गर्मी विनिमय और संघनन वाष्पीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से प्रभावी ढंग से अलग किया जाता है, जिससे उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या आर्गन गैसें बनती हैं।
3. स्वचालन और नियंत्रण प्रणाली
स्वचालन नियंत्रण गहरे क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण प्रणालियों के डिजाइन का एक अनिवार्य हिस्सा है। आधुनिक पूर्ण गहरे क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण आमतौर पर तापमान, दबाव और प्रवाह जैसे मापदंडों के सटीक नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए एक पूरी तरह से स्वचालित नियंत्रण प्रणाली को एकीकृत करता है। यह न केवल परिचालन कठिनाई को काफी कम करता है बल्कि सिस्टम की सुरक्षा और स्थिरता में भी सुधार करता है। प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली में आमतौर पर PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) और DCS (वितरित नियंत्रण प्रणाली) होते हैं, जो नियंत्रण और अनुकूलन के लिए वास्तविक समय में प्रमुख मापदंडों को इकट्ठा करते हैं, जिससे विभिन्न लोड स्थितियों के तहत उपकरणों का स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है। आपात स्थितियों से निपटने के लिए, नियंत्रण प्रणाली में दोष निदान क्षमताओं की भी आवश्यकता होती है, जो संभावित समस्याओं का तुरंत पता लगाने और संबंधित उपाय करने में सक्षम हो।

4. ऊर्जा बचत और पर्यावरण संरक्षण संबंधी विचार
डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन उपकरण के डिजाइन में ऊर्जा की बचत एक महत्वपूर्ण विचार है। कंप्रेसर और हीट एक्सचेंजर्स का कुशल डिजाइन ऊर्जा की खपत को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति एक सामान्य ऊर्जा-बचत उपाय है, जो अन्य प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा सहायता प्रदान करने के लिए प्रशीतन प्रक्रिया से अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग कर सकता है, जिससे समग्र ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार होता है। पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में, डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन डिज़ाइन को उत्पादन प्रक्रिया में संभावित पर्यावरण प्रदूषण समस्याओं, जैसे कि ध्वनि प्रदूषण और निकास गैस उत्सर्जन पर पूरी तरह से विचार करने की आवश्यकता है। डिजाइन चरण के दौरान, प्रासंगिक पर्यावरण संरक्षण विनियमों और मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ध्वनि इन्सुलेशन उपचार और उचित निकास गैस उपचार योजनाओं को जोड़ने की आवश्यकता है।
5. लागत प्रभावशीलता और उपकरण चयन
संपूर्ण डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की लागत-प्रभावशीलता का आकलन सीधे उसके डिजाइन और चयन को प्रभावित करता है। उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने के आधार पर, उपकरणों का चयन और पैमाना प्रारंभिक निवेश लागत और परिचालन लागत के संदर्भ में यथासंभव कम होना चाहिए। विनिर्माण सामग्री का चयन, ऊष्मा विनिमय दक्षता, कंप्रेसर के प्रकार और प्रक्रिया प्रवाह विकल्प सभी लागत-प्रभावशीलता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक हैं। उचित उपकरण चयन न केवल प्रारंभिक निवेश को कम करता है, बल्कि लंबे समय में रखरखाव और संचालन लागत को भी प्रभावी ढंग से कम करता है, जिससे उत्पादन प्रक्रिया के दौरान उच्च आर्थिक लाभ प्राप्त होता है।
6. ऑन-साइट स्थापना और कमीशनिंग
संपूर्ण डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन उपकरण का डिज़ाइन केवल ड्राइंग चरण तक सीमित नहीं है; इसमें ऑन-साइट इंस्टॉलेशन और कमीशनिंग की आवश्यकताओं पर भी विचार करने की आवश्यकता है। स्थापना चरण के दौरान, पाइप कनेक्शन पर रिसाव से बचने के लिए प्रत्येक घटक का सटीक संरेखण सुनिश्चित किया जाना चाहिए। कमीशनिंग प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करने के लिए कि उपकरण अपनी इष्टतम स्थिति में संचालित होता है, प्रत्येक सिस्टम की संचालन स्थिति का व्यापक निरीक्षण आवश्यक है। डीप क्रायोजेनिक एयर सेपरेशन उपकरण की जटिलता के कारण, कमीशनिंग आमतौर पर एक पेशेवर इंजीनियरिंग टीम द्वारा की जाती है, जिसमें गैस शुद्धता, दबाव और प्रवाह दर जैसे मापदंडों के कई परीक्षण और समायोजन शामिल होते हैं, जो अंततः डिजाइन आवश्यकताओं और ग्राहक मानकों को पूरा करते हैं।
औद्योगिक मांग और तकनीकी प्रगति में निरंतर परिवर्तन के साथ, डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरणों के डिजाइन को भी लगातार अनुकूलित किया जा रहा है। भविष्य के डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण बुद्धिमत्ता और हरियाली पर अधिक जोर देंगे। उन्नत संवेदन प्रौद्योगिकियों और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) प्रौद्योगिकियों को पेश करके, उपकरण दूरस्थ निगरानी और प्रबंधन प्राप्त कर सकते हैं, और अधिक प्रभावी रूप से ऊर्जा की खपत का अनुकूलन कर सकते हैं। इसके अलावा, नई सामग्रियों का अनुप्रयोग, जैसे कि कुशल हीट एक्सचेंजर सामग्री और अधिक कम तापमान प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री, उपकरण के प्रदर्शन और जीवनकाल को और बढ़ाएगी। ऊर्जा संरचना के निरंतर परिवर्तन के संदर्भ में, डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण का उपयोग हाइड्रोजन जैसे स्वच्छ ऊर्जा के उत्पादन में भी अधिक व्यापक रूप से किया जाएगा, जो कार्बन तटस्थता लक्ष्य की प्राप्ति में योगदान देगा।

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