Pemisahan udara kriogenik dalam adalah proses yang memisahkan oksigen, nitrogen, dan gas lainnya dari udara menggunakan teknologi suhu rendah. Sebagai metode produksi gas industri yang canggih, pemisahan udara kriogenik dalam digunakan secara luas dalam industri seperti metalurgi, teknik kimia, dan elektronik. Desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap tidak hanya memerlukan akurasi teknis tetapi juga kepatuhan terhadap standar industri dan persyaratan pelanggan untuk memastikan operasi yang stabil dan manfaat ekonomi. Artikel ini akan membahas persyaratan desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap, yang mencakup pertimbangan desain inti, poin-poin teknik, dan tindakan pencegahan dalam aplikasi praktis.
1. Desain persyaratan dasar
Saat merancang peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap, persyaratan dasar pertama yang harus ditentukan meliputi kapasitas produksi, kondisi udara mentah, kemurnian dan kuantitas produk, dll. Bergantung pada bidang aplikasi yang berbeda, kapasitas produksi peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap sangat bervariasi, umumnya berkisar dari ratusan hingga ribuan meter kubik per jam. Selain itu, kotoran dalam udara mentah, seperti kelembapan dan karbon dioksida, perlu dihilangkan melalui tahap pra-perawatan untuk memastikan bahwa peralatan dapat melakukan operasi kriogenik dalam dalam kondisi yang stabil dan tidak terganggu. Oleh karena itu, desain sistem pra-perawatan perlu sepenuhnya mempertimbangkan tingkat polutan udara lokal dan lingkungan pengoperasian peralatan.
2. Pertimbangan desain sistem
Proses desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam melibatkan beberapa sistem utama, termasuk sistem kompresi, sistem pertukaran panas, sistem menara pemisah, dan sistem distilasi. Desain sistem kompresi perlu memastikan penyediaan udara bertekanan tinggi yang efisien dan andal yang cocok untuk pemisahan kriogenik dalam. Penukar panas adalah komponen inti yang memastikan terwujudnya proses kriogenik dalam, yang membutuhkan efisiensi termal yang tinggi. Biasanya, penukar panas sirip pelat digunakan untuk memastikan perpindahan panas yang efisien dan aliran gas yang seragam. Pada saat yang sama, desain menara pemisah dan sistem distilasi perlu memenuhi persyaratan kemurnian gas produk, sehingga pemilihan pengepakan, baki, dan optimalisasi kondisi proses distilasi juga sangat penting. Di menara distilasi, berbagai komponen gas dipisahkan secara efektif melalui pertukaran panas berulang dan proses penguapan kondensasi, membentuk gas oksigen, nitrogen, atau argon dengan kemurnian tinggi.
3. Sistem otomasi dan kontrol
Kontrol otomasi merupakan bagian yang tak terpisahkan dari desain sistem pemisahan udara kriogenik dalam. Peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang modern dan lengkap biasanya mengintegrasikan sistem kontrol yang sepenuhnya otomatis untuk mencapai kontrol yang tepat terhadap parameter seperti suhu, tekanan, dan aliran. Hal ini tidak hanya mengurangi kesulitan operasional secara signifikan, tetapi juga meningkatkan keamanan dan stabilitas sistem. Sistem kontrol proses biasanya terdiri dari PLC (Programmable Logic Controller) dan DCS (Distributed Control System), yang mengumpulkan parameter utama secara real time untuk kontrol dan pengoptimalan, memastikan pengoperasian peralatan yang stabil dalam berbagai kondisi beban. Untuk mengatasi keadaan darurat, sistem kontrol juga perlu memiliki kemampuan diagnosis kesalahan, yang mampu mendeteksi potensi masalah dengan segera dan mengambil tindakan yang sesuai.
4. Pertimbangan penghematan energi dan perlindungan lingkungan
Penghematan energi merupakan pertimbangan penting dalam desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam. Desain kompresor dan penukar panas yang efisien berperan penting dalam mengurangi konsumsi energi. Selain itu, pemulihan panas buangan merupakan tindakan penghematan energi yang umum, yang dapat memanfaatkan panas buangan dari proses pendinginan untuk menyediakan dukungan energi bagi proses lain, sehingga meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi secara keseluruhan. Dalam hal perlindungan lingkungan, desain pemisahan udara kriogenik dalam perlu mempertimbangkan sepenuhnya potensi masalah pencemaran lingkungan dalam proses produksi, seperti polusi suara dan emisi gas buang. Selama tahap desain, perawatan insulasi suara dan rencana perawatan gas buang yang tepat perlu ditambahkan untuk memenuhi peraturan perlindungan lingkungan dan persyaratan standar yang relevan.
5. Efektivitas biaya dan pemilihan peralatan
Penilaian efektivitas biaya dari peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap secara langsung memengaruhi desain dan pemilihannya. Dengan alasan memenuhi persyaratan produksi, pemilihan dan skala peralatan harus serendah mungkin dalam hal biaya investasi awal dan biaya pengoperasian. Pemilihan bahan manufaktur, efisiensi pertukaran panas, jenis kompresor, dan pilihan aliran proses merupakan faktor utama yang memengaruhi efektivitas biaya. Pemilihan peralatan yang tepat tidak hanya mengurangi investasi awal tetapi juga secara efektif menurunkan biaya perawatan dan pengoperasian dalam jangka panjang, sehingga mencapai pengembalian ekonomi yang lebih tinggi selama proses produksi.
6. Instalasi dan Komisioning di Lokasi
Desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap tidak terbatas pada tahap gambar; tetapi juga perlu mempertimbangkan persyaratan untuk pemasangan dan komisioning di lokasi. Selama tahap pemasangan, penyelarasan yang tepat dari setiap komponen harus dipastikan untuk menghindari kebocoran pada sambungan pipa. Selama proses komisioning, pemeriksaan menyeluruh terhadap status pengoperasian setiap sistem diperlukan untuk memastikan bahwa peralatan beroperasi pada kondisi optimalnya. Karena kompleksitas peralatan pemisahan udara kriogenik dalam, komisioning biasanya dilakukan oleh tim teknik profesional, termasuk beberapa pengujian dan penyesuaian parameter seperti kemurnian gas, tekanan, dan laju aliran, yang pada akhirnya memenuhi persyaratan desain dan standar pelanggan.
Dengan perubahan berkelanjutan dalam tuntutan industri dan kemajuan teknologi, desain peralatan pemisahan udara kriogenik dalam juga terus dioptimalkan. Peralatan pemisahan udara kriogenik dalam masa depan akan lebih menekankan pada kecerdasan dan keramahan lingkungan. Dengan memperkenalkan teknologi penginderaan canggih dan teknologi Internet of Things (IoT), peralatan dapat mencapai pemantauan dan manajemen jarak jauh, dan dapat mengoptimalkan konsumsi energi secara lebih efektif. Selain itu, penerapan material baru, seperti material penukar panas yang efisien dan material struktural yang lebih tahan suhu rendah, akan semakin meningkatkan kinerja dan masa pakai peralatan. Dalam konteks transformasi berkelanjutan struktur energi, peralatan pemisahan udara kriogenik dalam juga akan lebih banyak digunakan dalam produksi energi bersih seperti hidrogen, yang berkontribusi pada pencapaian tujuan netralitas karbon.
Untuk kebutuhan oksigen/nitrogen, silakan hubungi kami:
Anna Telp./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Waktu posting: 23-Jun-2025