شرکت گروه فناوری هانگژو نوژو، با مسئولیت محدود

برج جداسازی هوا، قطعه مهمی از تجهیزات است که برای جداسازی اجزای اصلی گاز موجود در هوا به نیتروژن، اکسیژن و سایر گازهای کمیاب استفاده می‌شود. جریان فرآیند آن عمدتاً شامل مراحلی مانند فشرده‌سازی هوا، پیش‌سرمایش، تصفیه، خنک‌سازی و تقطیر است. کنترل دقیق هر مرحله برای اطمینان از خلوص و پایداری محصولات نهایی گاز بسیار مهم است. این مقاله مقدمه‌ای مفصل بر جریان فرآیند برج جداسازی هوا ارائه می‌دهد.

۱. فشرده‌سازی هوا و پیش‌خنک‌سازی

اولین مرحله در فرآیند برج جداسازی هوا، فشرده‌سازی هوای اتمسفر است. هوا از طریق چندین مرحله کمپرسور هوا تا فشار ۵ تا ۷ بار فشرده می‌شود. در طول فرآیند فشرده‌سازی، دمای هوای فشرده نیز افزایش می‌یابد، بنابراین از خنک‌کننده‌های میانی و پس‌خنک‌کننده‌ها برای کاهش دمای هوا استفاده می‌شود. برای جلوگیری از آسیب دیدن کمپرسور توسط ناخالصی‌های موجود در هوا، ذرات موجود در هوا از طریق فیلترها حذف می‌شوند. سپس هوای فشرده برای خنک‌سازی بیشتر به سیستم پیش‌خنک‌کننده ارسال می‌شود که معمولاً با استفاده از آب خنک‌کننده یا مبردهایی مانند فرئون، هوا را تا تقریباً ۵ درجه سانتیگراد خنک می‌کند.

۲. تصفیه هوا و کم آبی بدن

پس از پیش‌سرمایش، هوا حاوی مقدار کمی رطوبت و دی‌اکسید کربن است. این ناخالصی‌ها ممکن است در دماهای پایین یخ تشکیل دهند و تجهیزات را مسدود کنند. بنابراین، هوا نیاز به تصفیه و آبگیری دارد. این فرآیند معمولاً از برج‌های جذب غربال مولکولی استفاده می‌کند که از طریق فرآیندهای جذب و بازسازی دوره‌ای، بخار آب، دی‌اکسید کربن و هیدروکربن‌ها و غیره را حذف می‌کنند تا عملکرد روان فرآیندهای بعدی در دمای پایین تضمین شود. هوای تصفیه شده تمیز و خشک است و برای فرآیندهای بعدی خنک‌سازی و جداسازی مناسب است.

۳. مبدل حرارتی اصلی که هوا را خنک می‌کند

هوای تصفیه‌شده در مبدل حرارتی اصلی از طریق خنک‌سازی عمیق خنک می‌شود. مبدل حرارتی اصلی یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات در فرآیند برج جداسازی هوا است. هوا در مبدل حرارتی اصلی با نیتروژن و اکسیژن سرد جدا شده تبادل حرارتی انجام می‌دهد و دمای آن را تا نزدیکی دمای مایع شدن کاهش می‌دهد. راندمان تبادل حرارتی در طول این فرآیند مستقیماً بر مصرف انرژی و خلوص محصول نهایی برج جداسازی هوا تأثیر می‌گذارد. معمولاً از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای آلومینیومی کارآمد برای بهبود راندمان تبادل حرارتی استفاده می‌شود.

۴. فرآیند جداسازی در برج تقطیر

هوای خنک‌شده برای جداسازی با استفاده از اختلاف نقطه جوش اجزای مختلف موجود در هوا، به برج تقطیر فرستاده می‌شود. هوا به تدریج در دماهای پایین مایع می‌شود و هوای مایع را تشکیل می‌دهد. این هوای مایع برای انجام فعل و انفعالات متعدد بین فازهای گاز و مایع وارد برج تقطیر می‌شود. در برج تقطیر، اکسیژن، نیتروژن و گازهای کمیاب مانند آرگون از هم جدا می‌شوند. غلظت اکسیژن به تدریج در پایین برج افزایش می‌یابد، در حالی که نیتروژن در بالای آن جدا می‌شود. از طریق تقطیر، می‌توان اکسیژن و نیتروژن خالص را با خلوص بالاتر به دست آورد.

۵. استخراج محصولات اکسیژن و نیتروژن

استخراج اکسیژن و نیتروژن آخرین مرحله برج جداسازی هوا است. اکسیژن و نیتروژن مایع از برج تقطیر جدا شده و از طریق مبدل‌های حرارتی دوباره به دمای اتاق گرم می‌شوند تا به حالت گازی مورد نظر برسند. این محصولات گازی بیشتر به مخازن ذخیره‌سازی ارسال می‌شوند یا مستقیماً به کاربران عرضه می‌شوند. برای بهبود راندمان فرآیند و خلوص محصول، گاهی اوقات یک ساختار دو برجی برای جداسازی بیشتر آرگون از اکسیژن و نیتروژن برای مصارف صنعتی طراحی می‌شود.

۶. کنترل و بهینه‌سازی

کل فرآیند برج جداسازی هوا شامل یک سیستم کنترل پیچیده است که نیاز به نظارت و تنظیم لحظه‌ای فرآیندهای فشرده‌سازی، خنک‌سازی، تبادل حرارت و جداسازی دارد تا کیفیت محصولات نهایی تضمین شود. برج‌های جداسازی هوای مدرن معمولاً مجهز به سیستم‌های کنترل خودکار هستند که از حسگرها و نرم‌افزارهای کنترلی برای تنظیم دقیق پارامترهایی مانند دما، فشار و جریان استفاده می‌کنند تا مصرف انرژی فرآیند تولید و خلوص گاز تولیدی را بهینه کنند.

جریان فرآیند برج جداسازی هوا شامل مراحل متعددی مانند فشرده‌سازی هوا، پیش‌سرمایش، تصفیه، خنک‌سازی عمیق و تقطیر است. از طریق این فرآیندها، اکسیژن، نیتروژن و گازهای کمیاب موجود در هوا می‌توانند به طور مؤثر جداسازی شوند. توسعه فناوری مدرن برج جداسازی هوا، فرآیند جداسازی را کارآمدتر و با مصرف انرژی کم کرده است که برای کاربرد گازهای صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است.

برای هرگونه نیاز به اکسیژن/نیتروژن، لطفا با ما تماس بگیرید:

آنا تلفن/واتساپ/ویچت:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com