شرکت گروه فناوری هانگژو نوژو، با مسئولیت محدود

با افزایش مداوم تقاضای صنعتی، فناوری جداسازی هوای کرایوژنیک عمیق به یکی از فناوری‌های اصلی در زمینه تولید گاز صنعتی تبدیل شده است. واحد جداسازی هوای کرایوژنیک عمیق، هوا را از طریق عملیات کرایوژنیک عمیق پردازش می‌کند و اجزای مختلف موجود در هوا، عمدتاً شامل اکسیژن مایع (LOX)، نیتروژن مایع (LIN) و آرگون مایع (LAR) را جدا می‌کند. در میان این گازها، اکسیژن مایع و نیتروژن مایع بیشترین تقاضا را دارند و به طور گسترده در صنایعی مانند متالورژی، مهندسی شیمی، الکترونیک، پزشکی و غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مقاله به تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع در فرآیند جداسازی هوای کرایوژنیک عمیق می‌پردازد و تأثیر عوامل مختلف بر تولید را بررسی می‌کند.

I. مروری بر فناوری جداسازی هوای کرایوژنیک

فناوری جداسازی هوای کرایوژنیک روشی است که هوا را تا دماهای بسیار پایین (زیر تقریباً -150 درجه سانتیگراد) خنک می‌کند تا آن را مایع کند. از طریق این فرآیند، اجزای مختلف گاز موجود در هوا (مانند اکسیژن، نیتروژن، آرگون و غیره) به دلیل نقاط جوش متفاوت در دماهای مختلف از هم جدا می‌شوند و در نتیجه جداسازی انجام می‌شود. اصل کار یک واحد جداسازی هوای کرایوژنیک، خنک کردن هوا و استفاده از یک برج تقطیر برای جداسازی گاز است. دمای مایع شدن اکسیژن و نیتروژن به ترتیب -183 درجه سانتیگراد و -196 درجه سانتیگراد است. تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع معمولاً به سرعت جریان هوا، راندمان خنک‌سازی و شرایط عملیاتی برج تقطیر بستگی دارد.

دوم. تفاوت‌ها در تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع

تفاوت در تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع عمدتاً توسط چندین عامل تعیین می‌شود: ترکیب هوا، پارامترهای عملیاتی، ساختار برج تقطیر و مقیاس تولید. در واحدهای جداسازی هوای کرایوژنیک، تولید اکسیژن و نیتروژن معمولاً با نسبت مشخصی تولید می‌شود. به طور کلی، تولید اکسیژن مایع نسبتاً کمتر از نیتروژن مایع است، اما تقاضا برای اکسیژن مایع نیز به ویژه در صنایع پزشکی، ذوب فولاد و صنایع شیمیایی به طور مداوم در حال افزایش است.

تقاضا برای اکسیژن مایع عمدتاً تحت تأثیر غلظت اکسیژن و تقاضای اکسیژن در برخی کاربردهای صنعتی است. در برخی کاربردهای صنعتی، افزایش غلظت اکسیژن مستقیماً منجر به افزایش تقاضا برای اکسیژن مایع می‌شود. به عنوان مثال، فناوری‌های غنی‌سازی اکسیژن در صنعت فولاد، فرآیندهای احتراق با اکسیژن بالا در تولید شیشه و غیره، همگی به منبع نسبتاً کافی اکسیژن مایع نیاز دارند. کاربرد نیتروژن مایع گسترده‌تر است و صنایع پزشکی، الکترونیک، هوافضا و سایر صنایع را پوشش می‌دهد. در این صنایع، نیتروژن مایع به طور گسترده برای خنک‌سازی، ذخیره‌سازی و مایع‌سازی گازهای نیتروژن مایع استفاده می‌شود.

III. عوامل مؤثر بر تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع

تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع نه تنها تحت تأثیر تقاضای بازار قرار دارد، بلکه توسط راندمان عملیاتی واحد جداسازی هوای کرایوژنیک، سرعت جریان هوا و فناوری خنک‌کننده و سایر عوامل نیز محدود می‌شود. اولاً، سرعت جریان هوا یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع است. هرچه سرعت جریان هوا بیشتر باشد، مقدار کل اکسیژن مایع و نیتروژن مایع تولید شده بیشتر است. ثانیاً، راندمان برج تقطیر نیز برای تولید بسیار مهم است. عواملی مانند ارتفاع برج تقطیر، دمای عملیاتی و نسبت رفلاکس گاز، همگی بر راندمان جداسازی اکسیژن و نیتروژن تأثیر می‌گذارند و در نتیجه بر تولید نهایی تأثیر می‌گذارند.

راندمان طراحی و عملکرد تجهیزات خنک‌کننده مستقیماً بر هزینه عملیاتی و ظرفیت تولید واحد جداسازی هوای کرایوژنیک تأثیر می‌گذارد. اگر راندمان سیستم خنک‌کننده پایین باشد، راندمان مایع‌سازی هوا به شدت کاهش می‌یابد و در نتیجه بر تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع تأثیر می‌گذارد. بنابراین، فناوری‌ها و تجهیزات پیشرفته خنک‌کننده برای بهبود ظرفیت تولید از اهمیت بالایی برخوردارند.

IV. اقدامات بهینه‌سازی برای تولید اکسیژن و نیتروژن مایع

برای افزایش تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع، بسیاری از شرکت‌ها پارامترهای عملیاتی واحد جداسازی هوای کرایوژنیک را بهینه می‌کنند تا به تولید کارآمدتری دست یابند. از یک سو، افزایش سرعت جریان هوا می‌تواند حجم کلی تولید گاز را افزایش دهد؛ از سوی دیگر، بهبود راندمان عملیاتی برج تقطیر، بهینه‌سازی توزیع دما و فشار درون برج، می‌تواند به طور مؤثر راندمان جداسازی اکسیژن مایع و نیتروژن مایع را بهبود بخشد. علاوه بر این، در سال‌های اخیر، تجهیزات تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع، فناوری‌های خنک‌کننده پیشرفته‌تری مانند استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده چند مرحله‌ای را به کار گرفته‌اند که می‌تواند راندمان مایع‌سازی را بیشتر بهبود بخشد و در نتیجه تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع را افزایش دهد.

V. تقاضای بازار برای اکسیژن مایع و نیتروژن مایع از جداسازی برودتی هوا

تفاوت در تقاضای بازار برای اکسیژن مایع و نیتروژن مایع یکی از عوامل مهم برای مقایسه تولید است. تقاضا برای اکسیژن مایع معمولاً به طور قابل توجهی تحت تأثیر صنایع خاص، به ویژه در ذوب فولاد، اورژانس پزشکی و صنایع تولید الکترونیک قرار می‌گیرد، جایی که تقاضا برای اکسیژن مایع پایدار است و سال به سال افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، با توسعه مداوم صنعت پزشکی، کاربرد اکسیژن مایع در درمان اورژانسی، تراپی و جراحی‌ها به طور فزاینده‌ای گسترش می‌یابد و باعث رشد تقاضای بازار اکسیژن مایع می‌شود. در عین حال، کاربرد گسترده نیتروژن مایع در مواد غذایی منجمد، حمل و نقل گاز مایع و غیره نیز منجر به رشد مداوم تقاضا برای نیتروژن مایع شده است.

ظرفیت تأمین اکسیژن مایع و نیتروژن مایع ارتباط نزدیکی با مقیاس تجهیزات و راندمان عملیاتی شرکت‌های تولیدی دارد. واحدهای جداسازی هوای کرایوژنیک عمیق در مقیاس بزرگ معمولاً ظرفیت تولید بالاتری را ارائه می‌دهند، اما به مصرف انرژی بالاتر و نگهداری دقیق‌تر تجهیزات نیز نیاز دارند. از سوی دیگر، تجهیزات در مقیاس کوچک از مزایایی در انعطاف‌پذیری و کنترل هزینه برخوردارند و می‌توانند تأمین به موقع را برای برخی از کاربردهای صنعتی در مقیاس کوچک فراهم کنند.

از تحلیل مقایسه‌ای فوق، می‌توان دریافت که تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع در فرآیند جداسازی عمیق هوا به روش کرایوژنیک تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله سرعت جریان هوا، راندمان عملیاتی برج تقطیر و سطح فنی سیستم خنک‌کننده قرار دارد. اگرچه تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع معمولاً رابطه متناسبی را نشان می‌دهد، اما تقاضای بازار، راندمان تولید و بهبود مستمر فناوری تجهیزات هنوز فضای وسیعی را برای بهینه‌سازی تولید این دو گاز فراهم می‌کند.

با توسعه صنعت و پیشرفت تکنولوژی، انتظار می‌رود فناوری جداسازی عمیق هوا به روش کرایوژنیک در آینده به ظرفیت تولید بالاتر و مصرف انرژی پایین‌تری دست یابد. به عنوان دو گاز صنعتی مهم، چشم‌انداز بازار اکسیژن مایع و نیتروژن مایع همچنان گسترده است. از طریق بهبود مستمر تکنولوژیکی و افزایش راندمان تولید، ظرفیت تولید اکسیژن مایع و نیتروژن مایع بیشتر با تقاضای بازار مطابقت خواهد داشت و تأمین گاز پایدارتر و کارآمدتری را برای همه صنایع فراهم می‌کند.

آنا تلفن/واتساپ/ویچت:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com