HANGZHOU NUZHUO TEKNOLOJİ GRUBU CO.,LTD.

Kriyojenik hava ayırma teknolojisi, modern endüstride yüksek saflıkta azot ve oksijen üretmek için önemli yöntemlerden biridir. Bu teknoloji, metalurji, kimya mühendisliği ve tıp gibi çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makalede, kriyojenik hava ayırma işleminin yüksek saflıkta azot ve oksijeni nasıl ürettiğinin yanı sıra süreçte yer alan temel adımlar ve ekipmanlar derinlemesine incelenecektir.

1. Kriyojenik hava ayırma işleminin temel prensibi

Kriyojenik hava ayırma, havanın ana bileşenlerini sıcaklığı düşürerek ayıran bir işlemdir. Hava esas olarak azot, oksijen ve az miktarda argondan oluşur. Havanın sıkıştırılıp son derece düşük bir sıcaklığa soğutulmasıyla sıvılaştırılır ve ardından her gazın farklı kaynama noktaları, azot ve oksijeni ayırmak için damıtmada kullanılır. Azotun kaynama noktası -195,8℃, oksijeninki ise -183℃ olduğundan, aşamalı damıtma yoluyla ayrı ayrı saflaştırılabilirler.

2. Ön işlem aşaması: Hava temizleme

Kriyojenik hava ayırma işleminde, hava ön işlemi kritik bir ilk adımdır. Hava, düşük sıcaklıklı ortamda donarak ekipman tıkanıklığına neden olan toz, karbondioksit ve nem gibi safsızlıklar içerir. Bu nedenle, hava öncelikle safsızlıkları ve nemi gidermek için filtreleme, sıkıştırma ve kurutma adımlarına tabi tutulur. Genellikle kurutucular ve moleküler elek adsorplayıcılar, havadaki safsızlıkları gidermek ve sonraki kriyojenik ayırma işleminin kararlılığını ve verimliliğini sağlamak için kullanılan önemli ekipmanlardır.

3. Hava sıkıştırma ve soğutma

Arıtılmış havanın, genellikle hava basıncını 5-6 megapaskal'a çıkarmak için birden fazla kompresör kullanılarak sıkıştırılması gerekir. Daha sonra sıkıştırılmış hava, düşük sıcaklıktaki geri dönen gazla ısı eşanjörleri aracılığıyla soğutulur ve sıvılaştırma noktasına yaklaşması için sıcaklık kademeli olarak düşürülür. Bu süreçte ısı eşanjörleri, enerji tüketimini etkili bir şekilde azaltıp soğutma verimliliğini artırarak havanın düşük sıcaklık koşullarında sıvılaştırılabilmesini ve ardından damıtma ayrıştırması için gerekli koşulların sağlanmasını mümkün kılarak önemli bir rol oynar.

4. Hava sıvılaştırma ve damıtma

Kriyojenik ayırma kulesinde, sıkıştırılmış ve soğutulmuş hava sıvılaştırılmış hale gelene kadar soğutulur. Sıvılaştırılmış hava, ayrıştırma için damıtma kulesine gönderilir. Damıtma kulesi iki bölüme ayrılır: yüksek basınç kulesi ve düşük basınç kulesi. Yüksek basınç kulesinde hava, ham oksijen ve ham azota ayrılır ve ardından ham oksijen ve ham azot, düşük basınç kulesinde damıtılarak yüksek saflıkta oksijen ve azot elde edilir. Azot ve oksijenin ayrıştırılmasında esas olarak farklı kaynama noktası fiziksel özelliklerinden yararlanılır, bu nedenle damıtma kulesinde verimli bir ayrıştırma sağlanabilir.

5. Arıtma işlemi

Damıtma kulesinde ayrıştırılan oksijen ve azot, az miktarda safsızlık içerdiğinden, endüstriyel ve tıbbi standartları karşılamak için daha fazla saflaştırılmaları gerekir. Azot saflığı, hidrojen deoksijenasyon katalizörleri ile artırılabilirken, oksijen saflığı yeniden damıtma işlemleriyle elde edilebilir. Ürün gazının saflığını artırmak için genellikle azot arıtıcıları ve oksijen arıtıcıları gibi ekipmanlar kullanılır ve sonuçta yüksek saflıkta oksijen ve azot ürünleri elde edilir.

6. Azot ve oksijenin uygulamaları

Kriyojenik hava ayırma teknolojisiyle üretilen yüksek saflıkta azot ve oksijen, birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek saflıkta azot, kimya endüstrisinde koruyucu gaz ve taşıyıcı gaz olarak, gıda endüstrisinde muhafaza ve paketlemede, oksijen ise tıp ve kaynak endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Metalurji endüstrisinde ise oksijen, yanma verimliliğini artırmak ve karbon emisyonlarını azaltmak için de kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda, gazın saflığı uygulanabilirliğini belirlemede anahtar rol oynar ve kriyojenik hava ayırma teknolojisi, verimli ayırma ve yüksek saflıktaki çıktısıyla yaygın olarak kabul görmüştür.

7. Kriyojenik hava ayırma teknolojisinin avantajları ve zorlukları

Kriyojenik hava ayırma teknolojisi, yüksek saflığı ve yüksek verimliliği nedeniyle endüstriyel sektörde tercih edilmektedir. Ancak bu teknoloji, yüksek enerji tüketimi ve yüksek ekipman bakım maliyetleri gibi bazı zorluklarla da karşı karşıyadır. Enerji tüketimini azaltmak için, modern kriyojenik hava ayırma ekipmanları genellikle ısı geri kazanım cihazları ve çok kademeli sıkıştırmalı soğutma sistemleri gibi gelişmiş enerji tasarrufu sistemleriyle birlikte gelir. Ayrıca, otomasyon kontrol teknolojisinin uygulanması, derin kriyojenik hava ayırma ünitelerinin operasyonel verimliliğini ve güvenliğini önemli ölçüde artırmıştır. Teknolojik optimizasyon ve ekipman iyileştirmeleri sayesinde, derin kriyojenik hava ayırma sistemlerinin enerji verimliliği ve kararlılığı sürekli olarak iyileştirilmiş ve bu da çeşitli endüstrilerdeki uygulamalarını daha da yaygınlaştırmıştır.

Derin kriyojenik hava ayırma, günümüzde yüksek saflıkta azot ve oksijen üretmek için en etkili yöntemlerden biridir. Havanın ön arıtımı, sıkıştırma, soğutma, sıvılaştırma ve damıtma gibi çeşitli adımlarla havadan oksijen ve azotu etkili bir şekilde ayırır ve saflaştırır. Derin kriyojenik hava ayırma işlemi yüksek enerji tüketimi ve karmaşık ekipmanlara sahip olsa da, verimli ayırma etkisi ve yüksek saflıkta ürün çıktısı, bu teknolojiyi birçok sektörde vazgeçilmez kılmaktadır.

Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com