Pengasingan udara kriogenik dalam ialah proses yang memisahkan oksigen, nitrogen dan gas lain dari udara menggunakan teknologi suhu rendah. Sebagai kaedah pengeluaran gas industri termaju, pemisahan udara kriogenik dalam digunakan secara meluas dalam industri seperti metalurgi, kejuruteraan kimia dan elektronik. Reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap memerlukan bukan sahaja ketepatan teknikal tetapi juga pematuhan dengan piawaian industri dan keperluan pelanggan untuk memastikan operasi yang stabil dan faedah ekonomi. Artikel ini akan membincangkan keperluan reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap, meliputi pertimbangan reka bentuk teras, titik kejuruteraan dan langkah berjaga-jaga dalam aplikasi praktikal.
1. Keperluan asas reka bentuk
Apabila mereka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap, keperluan asas pertama yang perlu ditentukan termasuk kapasiti pengeluaran, keadaan udara mentah, ketulenan dan kuantiti produk, dsb. Bergantung pada medan aplikasi yang berbeza, kapasiti pengeluaran peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap sangat berbeza, secara amnya antara ratusan hingga ribuan meter padu sejam. Di samping itu, kekotoran dalam udara mentah, seperti lembapan dan karbon dioksida, perlu disingkirkan melalui peringkat pra-rawatan untuk memastikan peralatan boleh melakukan operasi kriogenik yang mendalam di bawah keadaan yang stabil dan tidak terganggu. Oleh itu, reka bentuk sistem pra-rawatan perlu mempertimbangkan sepenuhnya tahap pencemar udara tempatan dan persekitaran operasi peralatan.
2. Pertimbangan reka bentuk sistem
Proses reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam melibatkan pelbagai sistem utama, termasuk sistem mampatan, sistem pertukaran haba, sistem menara pemisah dan sistem penyulingan. Reka bentuk sistem mampatan perlu memastikan penyediaan udara bertekanan tinggi yang cekap dan boleh dipercayai sesuai untuk pengasingan kriogenik dalam. Penukar haba adalah komponen teras yang memastikan merealisasikan proses kriogenik yang mendalam, yang memerlukan kecekapan haba yang tinggi. Biasanya, penukar haba sirip plat digunakan untuk memastikan pemindahan haba yang cekap dan aliran gas seragam. Pada masa yang sama, reka bentuk menara pemisah dan sistem penyulingan perlu memenuhi keperluan ketulenan gas produk, jadi pemilihan pembungkusan, dulang dan pengoptimuman keadaan proses penyulingan juga amat penting. Di menara penyulingan, pelbagai komponen gas diasingkan dengan berkesan melalui pertukaran haba berulang dan proses penyejatan pemeluwapan, membentuk oksigen, nitrogen atau gas argon ketulenan tinggi.
3. Sistem automasi dan kawalan
Kawalan automasi adalah bahagian yang sangat diperlukan dalam reka bentuk sistem pemisahan udara kriogenik dalam. Peralatan pemisahan udara kriogenik dalam moden yang lengkap biasanya mengintegrasikan sistem kawalan automatik sepenuhnya untuk mencapai kawalan tepat parameter seperti suhu, tekanan dan aliran. Ini bukan sahaja mengurangkan kesukaran operasi dengan ketara tetapi juga meningkatkan keselamatan dan kestabilan sistem. Sistem kawalan proses biasanya terdiri daripada PLC (Programmable Logic Controller) dan DCS (Distributed Control System), yang mengumpul parameter utama dalam masa nyata untuk kawalan dan pengoptimuman, memastikan operasi peralatan yang stabil di bawah pelbagai keadaan beban. Untuk menghadapi kecemasan, sistem kawalan juga perlu mempunyai keupayaan diagnosis kesalahan, yang mampu mengesan masalah yang berpotensi dengan segera dan mengambil langkah yang sepadan.
4. Penjimatan tenaga dan pertimbangan perlindungan alam sekitar
Penjimatan tenaga adalah pertimbangan penting dalam reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam. Reka bentuk pemampat dan penukar haba yang cekap memainkan peranan penting dalam mengurangkan penggunaan tenaga. Di samping itu, pemulihan haba sisa ialah langkah penjimatan tenaga biasa, yang boleh menggunakan sisa haba daripada proses penyejukan untuk menyediakan sokongan tenaga untuk proses lain, dengan itu meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga secara keseluruhan. Dari segi perlindungan alam sekitar, reka bentuk pemisahan udara kriogenik dalam perlu mempertimbangkan sepenuhnya potensi masalah pencemaran alam sekitar dalam proses pengeluaran, seperti pencemaran bunyi dan pelepasan gas ekzos. Semasa peringkat reka bentuk, rawatan penebat bunyi dan pelan rawatan gas ekzos yang betul perlu ditambah untuk memenuhi peraturan dan keperluan piawaian perlindungan alam sekitar yang berkaitan.
5. Keberkesanan kos dan pemilihan peralatan
Penilaian keberkesanan kos peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap secara langsung mempengaruhi reka bentuk dan pemilihannya. Di bawah premis memenuhi keperluan pengeluaran, pemilihan dan skala peralatan perlu serendah mungkin dari segi kos pelaburan awal dan kos operasi. Pemilihan bahan pembuatan, kecekapan pertukaran haba, jenis pemampat dan pilihan aliran proses adalah semua faktor utama yang mempengaruhi keberkesanan kos. Pemilihan peralatan yang sesuai bukan sahaja mengurangkan pelaburan awal tetapi juga mengurangkan kos penyelenggaraan dan operasi secara berkesan dalam jangka panjang, seterusnya mencapai pulangan ekonomi yang lebih tinggi semasa proses pengeluaran.
6. Pemasangan dan Pentauliahan di tapak
Reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam yang lengkap tidak terhad kepada peringkat lukisan; ia juga perlu mempertimbangkan keperluan untuk pemasangan dan pentauliahan di tapak. Semasa peringkat pemasangan, penjajaran tepat bagi setiap komponen mesti dipastikan untuk mengelakkan kebocoran pada sambungan paip. Semasa proses pentauliahan, pemeriksaan menyeluruh terhadap status operasi setiap sistem diperlukan untuk memastikan peralatan beroperasi pada keadaan optimumnya. Disebabkan oleh kerumitan peralatan pemisahan udara kriogenik dalam, pentauliahan biasanya dijalankan oleh pasukan kejuruteraan profesional, termasuk pelbagai ujian dan pelarasan parameter seperti ketulenan gas, tekanan dan kadar aliran, akhirnya memenuhi keperluan reka bentuk dan piawaian pelanggan.
Dengan perubahan berterusan dalam permintaan industri dan kemajuan teknologi, reka bentuk peralatan pemisahan udara kriogenik dalam juga sentiasa dioptimumkan. Peralatan pemisahan udara kriogenik dalam masa hadapan akan memberi penekanan yang lebih besar pada kecerdasan dan kehijauan. Dengan memperkenalkan teknologi penderiaan termaju dan teknologi Internet of Things (IoT), peralatan tersebut boleh mencapai pemantauan dan pengurusan jauh, serta boleh mengoptimumkan penggunaan tenaga dengan lebih berkesan. Di samping itu, penggunaan bahan baharu, seperti bahan penukar haba yang cekap dan lebih banyak bahan struktur tahan suhu rendah, akan meningkatkan lagi prestasi dan jangka hayat peralatan. Dalam konteks transformasi berterusan struktur tenaga, peralatan pemisahan udara kriogenik dalam juga akan digunakan dengan lebih meluas dalam pengeluaran tenaga bersih seperti hidrogen, menyumbang kepada pencapaian matlamat neutraliti karbon.
Untuk sebarang keperluan oksigen/nitrogen, sila hubungi kami ：
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Masa siaran: Jun-23-2025