Máy tách không khí là một thiết bị được sử dụng để tách hỗn hợp khí thành các thành phần khác nhau. Vai trò của nó là tách oxy, nitơ, argon và các thành phần khác trong không khí hoặc các loại khí khác để phục vụ nhu cầu của các ngành sản xuất công nghiệp. Nguyên lý cơ bản của thiết bị tách không khí là sử dụng sự khác biệt về điểm sôi của các loại khí khác nhau để tách khí hỗn hợp thành từng thành phần khí riêng lẻ thông qua công nghệ nén và làm lạnh.
nhà sản xuất nhà máy sản xuất phân tách không khí gốm than
Không khí là một hỗn hợp khí đồng nhất gồm nhiều thành phần. Trong phạm vi 10 km tính từ mặt đất, các thành phần chính của nó, chẳng hạn như nitơ, oxy và argon, gần như không đổi. Ngoài ra, còn có một lượng nhỏ các tạp chất, chẳng hạn như bụi, CO2, hơi nước, các hydrocacbon như SO2, CH4, C2H6, C3H8, v.v. Các thành phần này thay đổi theo môi trường. Ngoài ra, còn có một lượng rất nhỏ H2, ôzôn, N2O và các chất khác. Khi độ cao tăng, hàm lượng oxy trong không khí giảm. Hàm lượng tạp chất và độ cao là những yếu tố quan trọng cần xem xét trong thiết kế.
Thiết bị tách khí là một thiết bị dựa trên nguyên lý ngưng tụ và bay hơi của khí, chủ yếu được sử dụng để tách các thành phần khác nhau trong hỗn hợp khí. Nguyên lý cơ bản là sử dụng sự khác biệt về điểm sôi của các thành phần khác nhau ở nhiệt độ thấp để tách hỗn hợp khí thành các thành phần khác nhau thông qua quá trình làm lạnh liên tục, nén, giãn nở và gia nhiệt. Phần cốt lõi của thiết bị tách khí là chất hấp phụ, thường sử dụng zeolit (sàng phân tử), than hoạt tính và các chất khác.
Vùng ứng dụng của thiết bị phân tách không khí
Công nghiệp hóa chất: Thiết bị tách không khí được sử dụng rộng rãi trong alumina, công nghiệp clor-kiềm và các lĩnh vực khác, để sản xuất nitơ, oxy, hydro và các loại khí khác. Đồng thời, thiết bị phân tách không khí cũng có thể được sử dụng để tách khí trong các phản ứng hóa học khác nhau.
Công nghiệp năng lượng: Các thiết bị tách khí cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp than hóa chất, khí hydro tự nhiên và các lĩnh vực khác. Nó có thể tách hydro, metan và các khí khác trong khí tự nhiên thông qua nén áp suất cao và công nghệ làm mát nhiệt độ thấp để sản xuất hydro hoặc sản xuất năng lượng khác.
Công nghiệp dược phẩm: Trong sản xuất dược phẩm, nhiều loại thuốc cần sử dụng nitơ tinh khiết hoặc oxy tinh khiết làm chất mang để đảm bảo chất lượng và ảnh hưởng của thuốc. Vào thời điểm này, thiết bị phân tách không khí có thể được sử dụng để tách nitơ và oxy trong khí hỗn hợp để sản xuất thuốc.
Các ngành công nghiệp khác: Ngoài các lĩnh vực trên, các thiết bị phân tách không khí cũng có thể được sử dụng trong chế biến thực phẩm, luyện Kim, điện tử và các lĩnh vực khác. Trong chế biến thực phẩm, nitơ và oxy có thể được sử dụng làm chất kiểm soát bảo quản và oxy hóa, trong khi trong ngành công nghiệp điện tử, các thiết bị phân tách không khí có thể được sử dụng để sản xuất khí tinh khiết để sản xuất các thành phần điện tử.
Trên đây là vai trò của thiết bị phân tách không khí và ứng dụng trường giới thiệu. Với sự phát triển liên tục của công nghệ, các kịch bản ứng dụng của thiết bị phân tách không khí ngày càng rộng, và vai trò của nó đang trở nên ngày càng quan trọng.
Các loại thiết bị phổ biến trong công nghệ tách không khí bao gồm tách màng, tách hấp thụ và tách làm lỏng hơi nước
1.Thiết bị tách màng
Tách màng là một kỹ thuật để tách hỗn hợp thành hai thành phần riêng biệt bằng cách sử dụng màng bán thấm. Các thiết bị tách màng phổ biến bao gồm màng thẩm thấu ngược, màng siêu lọc và màng tách khí. Màng thẩm thấu ngược chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực khử muối nước biển và xử lý nước thải, màng siêu lọc chủ yếu được sử dụng để tách và tập trung trong kỹ thuật sinh hóa, và màng tách khí chủ yếu được sử dụng để tách không khí và xử lý khí thiên nhiên.
thiết bị tách hấp thụ
Tách hấp thụ là một kỹ thuật sử dụng chất hấp thụ rắn để tương tác về mặt vật lý hoặc hóa học với các thành phần nhất định trong hỗn hợp để tách chúng ra khỏi hỗn hợp. Các thiết bị tách hấp thụ phổ biến bao gồm các chất hấp thụ carbon hoạt tính, chất hấp thụ sàng phân tử và chất hấp thụ màng. Bộ hấp thụ carbon hoạt tính chủ yếu được sử dụng để xử lý nước và thanh lọc không khí, bộ hấp thụ sàng phân tử chủ yếu được sử dụng để xử lý khí và tách không khí, và bộ hấp thụ màng chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực hóa dầu.
thiết bị tách hóa lỏng hơi nước
Tách lỏng hơi nước là một kỹ thuật tận dụng sự khác biệt về điểm sôi của các thành phần khác nhau trong hỗn hợp bằng cách làm nóng và bay hơi hỗn hợp thành trạng thái khí, và sau đó làm lỏng nó thành các thành phần khác nhau bằng cách ngưng tụ. Các thiết bị tách hóa lỏng hơi nước phổ biến bao gồm cột chưng cất, cột chiết xuất và cột hấp thụ. Tháp chưng cất chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực lọc dầu, công nghiệp hóa chất và chế biến thực phẩm, tháp chiết xuất chủ yếu được sử dụng cho tổng hợp hữu cơ và sản xuất thuốc, và tháp hấp thụ chủ yếu được sử dụng để thanh lọc khí và bảo vệ môi trường.
Tóm lại, các loại thiết bị phổ biến trong công nghệ tách không khí bao gồm tách màng, tách hấp thụ và tách làm lỏng hơi nước, và số lượng cụ thể khác nhau tùy theo kịch bản ứng dụng. Các loại thiết bị khác nhau có các kịch bản ứng dụng và nguyên tắc làm việc khác nhau, cần được chọn và thiết kế theo các điều kiện cụ thể trong các ứng dụng thực tế.
Dòng sản phẩm thiết bị tách không khí
Dòng sản phẩm thiết bị tách không khí cỡ lớn và vừa
- Độ tinh khiết oxy: ≥ 99,6% O2, độ tinh khiết nitơ: ≤ 10ppmO2, độ tinh khiết argon: ≤ 2ppmO2 + ≤ 3ppmN2.
- Sản lượng oxy và nitơ là 0 ℃, 0,101325MPaA lượng khí.
- Đơn vị tiêu thụ năng lượng của sản xuất oxy dựa trên giá trị thiết kế của lượng không khí vào tháp.
- Các sản phẩm lỏng là tham khảo để lựa chọn, và lượng sản phẩm lỏng có thể được điều chỉnh giữa oxy lỏng và nitơ lỏng. Khi sản phẩm lỏng khác với giá trị trên, chỉ số tiêu thụ năng lượng đơn vị phải phù hợp với hợp đồng.
- Khi độ tinh khiết nitơ và tỷ lệ oxy-nitơ không phù hợp với các quy định trong bảng, hợp đồng sẽ được tuân thủ.
- Thiết bị tách không khí được khuyến nghị sử dụng loạt sản phẩm, cũng có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của khách hàng.
- Hình thức quy trình áp dụng thanh lọc sàng phân tử, mở rộng tua bin siêu điện và quy trình nén bên ngoài. Quá trình nén nội bộ cũng có thể được sử dụng theo yêu cầu của khách hàng.
Hoàn thiện chuỗi sản phẩm tách khí nhỏ
- Sản lượng oxy và nitơ là 0 ℃, 0,101325MPaA lượng khí.
- Đơn vị tiêu thụ năng lượng oxy không bao gồm giá trị tiêu thụ máy nén oxy.
- Nồng độ oxy và nitơ là phần trăm theo khối lượng.
- Sản lượng nitơ: Sản lượng oxy ≥ 2: 1
- Chỉ số tiêu thụ năng lượng của một số sản phẩm lỏng được sản xuất cùng một lúc phải phù hợp với hợp đồng.
Bộ thiết bị nitơ tinh khiết đầy đủ sản phẩm
- Đầu ra nitơ là lượng khí ở 0 ℃ và 0,101325MPaA.
- Đơn vị tiêu thụ năng lượng nitơ dựa trên giá trị thiết kế của lấy không khí vào tháp.
- Các sản phẩm lỏng để tham khảo lựa chọn, khi các sản phẩm lỏng và các giá trị trên khác nhau, chỉ số tiêu thụ năng lượng đơn vị phù hợp với hợp đồng.
Sản phẩm thiết bị tách không khí dạng lỏng đầy đủ
- Độ tinh khiết của oxy: ≥ 99, 6% O2, độ tinh khiết nitơ: ≤ 10ppmO2, độ tinh khiết argon: ≤ 2ppmO2 + ≤ 3ppmN2.
- Sản lượng của oxy lỏng, nitơ lỏng và argon lỏng là lượng khí ở 0 ℃ và 0.101325MPaA, và Y trong mô hình biểu thị thể tích lỏng “lít”.
- Số lượng sản phẩm lỏng là tham chiếu để lựa chọn, số lượng sản phẩm lỏng có thể được điều chỉnh giữa nitơ lỏng và oxy lỏng, và chỉ số tiêu thụ năng lượng đơn vị được quy định trong hợp đồng.
- Khi độ tinh khiết của nitơ và tỷ lệ ô-nito không phù hợp với các quy định trong bảng, hợp đồng sẽ được tuân theo.
- Dạng xử lý sử dụng sàng lọc phân tử sàng lọc, thiết bị dưới 50T/D sử dụng máy mở rộng và quá trình hóa lỏng lạnh ở nhiệt độ thấp, và thiết bị trên 50T/D chấp nhận quá trình hóa lỏng đôi nhiệt độ cao và thấp.
- Do tiêu thụ năng lượng cao của tất cả các sản phẩm lỏng, nên chọn máy nén khí thô nhập khẩu và máy nén khí lưu hành và máy mở rộng tăng cường nhập khẩu.
Phương pháp tối ưu hóa thiết bị tách không khí
Các phương pháp tối ưu hóa thiết bị tách không khí chủ yếu bao gồm cải thiện hiệu quả của hộp lạnh, giảm tiêu thụ năng lượng và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Trong số đó, cải thiện hiệu quả của hộp lạnh là điểm quan trọng nhất, có thể đạt được bằng cách điều chỉnh chế độ tuần hoàn của chất làm lạnh và tăng khu vực trao đổi nhiệt. Ngoài ra, giảm tiêu thụ năng lượng cũng là một mục tiêu tối ưu hóa quan trọng, có thể đạt được bằng cách tối ưu hóa thiết kế của máy nén và tăng hiệu quả của máy làm mát. Mở dài tuổi thọ của thiết bị đòi hỏi bảo trì và bảo trì thường xuyên để đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy của thiết bị.
Cấu trúc bên trong của thiết bị tách không khí
Cấu trúc bên trong của thiết bị tách không khí bao gồm các thành phần chính như hộp lạnh, bộ bay hơi, máy nén và tháp tách. Trong đó, hộp lạnh là lõi của thiết bị tách không khí, đồng thời cũng là một trong những thành phần quan trọng nhất về hiệu suất. Hộp lạnh chứa bộ làm mát, bộ trao đổi nhiệt, bộ bay hơi, bồn chứa khí lỏng và các thành phần khác, hoạt động thông qua tuần hoàn chất làm lạnh để loại bỏ tạp chất như hơi nước trong không khí, nhằm đạt được mục đích nâng cao hiệu suất tách. Bộ bay hơi và máy nén là hai phần quan trọng của hộp lạnh, bộ bay hơi chuyển đổi không khí lỏng thành không khí dạng khí, còn máy nén nén không khí dạng khí, làm tăng nhiệt độ và áp suất của nó, giúp quá trình tách tiếp theo dễ dàng hơn.
Quy trình hoạt động của thiết bị tách khí
Quá trình làm việc của thiết bị tách khí chủ yếu bao gồm một số bước như nén, làm lạnh, tách màng và nén lại. Đầu tiên, không khí được nén bởi máy nén để tăng nhiệt độ và áp suất, sau đó được làm lạnh bằng bộ trao đổi nhiệt để loại bỏ các tạp chất như hơi nước. Không khí sau đó đi vào bình bay hơi và được tách thành phần lỏng và phần khí, không khí lỏng được lưu trữ trong bể khí lỏng, còn không khí ở dạng khí đi vào tháp tách để tách tiếp. Cuối cùng, oxy, nitơ và các thành phần khác được tách ra và nén lại để thu được oxy hoặc nitơ tinh khiết cần thiết.