HANGZHOU NUZHUO TEKNOLOJİ GRUBU CO.,LTD.

Derin kriyojenik hava ayırma teknolojisi, havadaki ana bileşenleri (azot, oksijen ve argon) düşük sıcaklıklarda ayıran bir yöntemdir. Çelik, kimya, ilaç ve elektronik gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Gazlara olan talebin artmasıyla birlikte, derin kriyojenik hava ayırma teknolojisinin kullanımı da giderek yaygınlaşmaktadır. Bu makalede, derin kriyojenik hava ayırma üretim süreci, çalışma prensibi, ana ekipmanları, çalışma adımları ve çeşitli endüstrilerdeki uygulamaları ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Kriyojenik Hava Ayırma Teknolojisine Genel Bakış

Kriyojenik hava ayırma işleminin temel prensibi, havayı son derece düşük sıcaklıklara (genellikle -150°C'nin altına) soğutarak havadaki bileşenlerin farklı kaynama noktalarına göre ayrıştırılmasını sağlamaktır. Genellikle kriyojenik hava ayırma ünitesi, hammadde olarak havayı kullanır ve sıkıştırma, soğutma ve genleşme gibi işlemlerden geçerek havadan azot, oksijen ve argonu ayırır. Bu teknoloji, yüksek saflıkta gazlar üretebilir ve işlem parametrelerini hassas bir şekilde düzenleyerek farklı endüstriyel alanlardaki gaz kalitesi gerekliliklerini karşılayabilir.

Kriyojenik hava ayırma ünitesi üç ana bölümden oluşur: hava kompresörü, hava ön soğutucusu ve soğuk kutu. Hava kompresörü, havayı yüksek bir basınca (genellikle 5-6 MPa) sıkıştırmak için kullanılır; ön soğutucu, soğutma yoluyla havanın sıcaklığını düşürür ve soğuk kutu, gaz ayırma işlemini gerçekleştirmek için kullanılan fraksiyonlama kulesi de dahil olmak üzere tüm kriyojenik hava ayırma sürecinin temel parçasıdır.

Hava sıkıştırma ve soğutma

Hava sıkıştırma, kriyojenik hava ayırma işleminin ilk adımıdır ve temel olarak atmosferik basınçtaki havayı daha yüksek bir basınca (genellikle 5-6 MPa) sıkıştırmayı amaçlar. Hava kompresörden sisteme girdikten sonra, sıkıştırma işlemi nedeniyle sıcaklığı önemli ölçüde artacaktır. Bu nedenle, basınçlı havanın sıcaklığını düşürmek için bir dizi soğutma adımı gerçekleştirilmelidir. Yaygın soğutma yöntemleri arasında su soğutma ve hava soğutma bulunur ve iyi bir soğutma etkisi, basınçlı havanın sonraki işlemler sırasında ekipmana gereksiz yük bindirmemesini sağlayabilir.

Hava ön soğutma işleminden sonra, bir sonraki ön soğutma aşamasına geçer. Ön soğutma aşamasında genellikle soğutma ortamı olarak azot veya sıvı azot kullanılır ve ısı değişim ekipmanı aracılığıyla basınçlı havanın sıcaklığı daha da düşürülerek sonraki kriyojenik işleme hazırlanır. Ön soğutma yoluyla havanın sıcaklığı sıvılaştırma sıcaklığına yakın bir değere düşürülebilir ve havadaki bileşenlerin ayrılması için gerekli koşullar sağlanır.

Düşük sıcaklıkta genleşme ve gaz ayrımı

Hava sıkıştırılıp ön soğutma işleminden sonra, bir sonraki önemli adım düşük sıcaklıkta genleşme ve gaz ayrıştırmadır. Düşük sıcaklıkta genleşme, basınçlı havanın bir genleşme valfi aracılığıyla normal basınca hızla genleştirilmesiyle sağlanır. Genleşme işlemi sırasında havanın sıcaklığı önemli ölçüde düşerek sıvılaşma sıcaklığına ulaşır. Havadaki azot ve oksijen, kaynama noktası farkları nedeniyle farklı sıcaklıklarda sıvılaşmaya başlar.

Kriyojenik hava ayırma ekipmanında, sıvılaştırılmış hava, gaz ayırma işleminin kilit parçası olan fraksiyonlama kulesinin bulunduğu soğuk bölmeye girer. Fraksiyonlama kulesinin temel prensibi, soğuk bölmede yükselen ve alçalan gazlar aracılığıyla havadaki farklı bileşenlerin kaynama noktası farklılıklarından yararlanarak gaz ayırma işlemini gerçekleştirmektir. Azotun kaynama noktası -195,8°C, oksijenin kaynama noktası -183°C ve argonun kaynama noktası -185,7°C'dir. Kuledeki sıcaklık ve basınç ayarlanarak verimli bir gaz ayırma işlemi gerçekleştirilebilir.

Fraksiyonlama kulesinde gaz ayırma işlemi oldukça hassastır. Genellikle azot, oksijen ve argonu çıkarmak için iki aşamalı bir fraksiyonlama kulesi sistemi kullanılır. İlk olarak, fraksiyonlama kulesinin üst kısmında azot ayrıştırılırken, alt kısmında sıvı oksijen ve argon yoğunlaştırılır. Ayırma verimliliğini artırmak için kuleye bir soğutucu ve tekrar buharlaştırıcı eklenebilir; bu da gaz ayırma işlemini daha hassas bir şekilde kontrol edebilir.

Çıkarılan azot genellikle yüksek saflıktadır (%99,99'un üzerinde) ve metalurji, kimya endüstrisi ve elektronikte yaygın olarak kullanılır. Oksijen ise tıp, çelik endüstrisi ve oksijen gerektiren diğer yüksek enerji tüketen endüstrilerde kullanılır. Nadir bir gaz olan argon, genellikle gaz ayırma işlemiyle çıkarılır ve yüksek saflıkta olup kaynak, eritme ve lazer kesim gibi ileri teknoloji alanlarında yaygın olarak kullanılır. Otomatik kontrol sistemi, çeşitli proses parametrelerini gerçek ihtiyaçlara göre ayarlayabilir, üretim verimliliğini optimize edebilir ve enerji tüketimini azaltabilir.

Ayrıca, derin kriyojenik hava ayırma sisteminin optimizasyonu, enerji tasarrufu ve emisyon kontrol teknolojilerini de içerir. Örneğin, sistemdeki düşük sıcaklıktaki enerjinin geri kazanılmasıyla enerji israfı azaltılabilir ve genel enerji kullanım verimliliği artırılabilir. Dahası, giderek daha sıkı hale gelen çevre düzenlemeleriyle birlikte, modern derin kriyojenik hava ayırma ekipmanları zararlı gaz emisyonlarını azaltmaya ve üretim sürecinin çevre dostu olmasını sağlamaya da daha fazla önem vermektedir.

Derin kriyojenik hava ayırmanın uygulamaları

Derin kriyojenik hava ayırma teknolojisi, endüstriyel gaz üretiminde önemli uygulamalara sahip olmasının yanı sıra birçok alanda da önemli bir rol oynamaktadır. Çelik, gübre ve petrokimya endüstrilerinde, derin kriyojenik hava ayırma teknolojisi, oksijen ve azot gibi yüksek saflıkta gazlar sağlamak ve verimli üretim süreçleri sağlamak için kullanılır. Elektronik endüstrisinde, derin kriyojenik hava ayırma ile elde edilen azot, yarı iletken üretiminde atmosfer kontrolü için kullanılır. Tıp endüstrisinde ise, yüksek saflıkta oksijen, hastaların solunum desteği için hayati önem taşır.

Ayrıca, derin kriyojenik hava ayırma teknolojisi, sıvı oksijen ve sıvı nitrojenin depolanması ve taşınmasında da önemli bir rol oynamaktadır. Yüksek basınçlı gazların taşınamadığı durumlarda, sıvı oksijen ve sıvı nitrojen, hacmi etkili bir şekilde azaltabilir ve taşıma maliyetlerini düşürebilir.

Çözüm

Derin kriyojenik hava ayırma teknolojisi, verimli ve hassas gaz ayırma yetenekleriyle çeşitli endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, derin kriyojenik hava ayırma işlemi daha akıllı ve enerji tasarruflu hale gelirken, gaz ayırma saflığını ve üretim verimliliğini artıracaktır. Gelecekte, derin kriyojenik hava ayırma teknolojisinin çevre koruma ve kaynak geri kazanımı açısından yenilikçiliği de endüstriyel gelişim için önemli bir yön haline gelecektir.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com