Įvadas
Pasiūlydami išteklių taupymo ir ekologiškos visuomenės, žmonės pateikė aukštesnius reikalavimus racionaliam išteklių naudojimui. Kaip svarbi priemonė gauti pramonines dujas, tokias kaip azotas ir deguonis, oro atskyrimo technologijos efektyvumas ir aplinkos apsauga sulaukė daug dėmesio. Kriogeninio atskyrimo metodas ir membranos atskyrimo metodas yra dvi pagrindinės oro atskyrimo technologijos, kurių kiekviena turi unikalius pranašumus ir taikomus scenarijus. Straipsnyje siekiama išanalizuoti šių dviejų metodų ir jų atitinkamų oro atskyrimo įtaisų principus ir ištirti, kaip pasiekti efektyvesnį dujų atskyrimą ir išteklių panaudojimą naudojant techninį derinį.
Kriogeninio atskyrimo metodas
Pagrindinis principas
Kriogeninio atskyrimo metodas yra technologija, kuri suskystina orą žemoje temperatūroje ir skiria dujas pagal virimo taškų skirtumus. Pagrindiniai jo veiksmai apima:
Oro suspaudimas ir gryninimas: po to, kai oras filtruojamas, suspaustas ir aušinamas, jis praleidžiamas per sausą valymo įrenginį, kad būtų pašalintos priemaišos, tokios kaip drėgmė ir anglies dioksidas.
Likvidavimas ir frakcionavimas: Pagrindiniame šilumokaityje suskystinamas oras ir įeina į distiliavimo bokštą. Dėl frakcionavimo dujos, tokios kaip deguonis ir azotas, yra atskirtos dėl skirtingų virimo taškų.
Oro atskyrimo įtaisas
Kriogeninio atskyrimo metodo įtaisas daugiausia apima šias dalis:
Kompresorius: naudojamas oro slėgiui padidinti.
Aušinimo įtaisas: sumažinkite oro temperatūrą, kad būtų galima suskystinti.
Distiliavimo bokštas: pasiekite dujų atskyrimą per frakcionavimą.
Skystųjų dujų laikymo konteineris: Užtikrinkite, kad būtų saugus atskirtų skystų dujų laikymas ir gabenimas.
Privalumai: didelis atskyrimo grynumas, tinkamas didelio masto gamybai.
Trūkumai: didelės energijos sąnaudos, sudėtinga įranga, tinkanti atskirti dujas, kurių ore yra didelis kiekis (pvz., Azotas ir deguonis).
Membranos atskyrimo metodas
Pagrindinis principas
Membranos atskyrimo metodas yra atskyrimo technologija, pagrįsta dujų molekulių adsorbcijos ir difuzijos greičio skirtumu ant membranos paviršiaus. Jo darbo principas yra toks:
Selektyvusis prasiskverbimas: Esant slėgiui, dujų mišinys praeina per polimero membraną, greitai praeina mažos molekulės (tokios kaip deguonis) ir išlaikomos didelės molekulės (tokios kaip azotas).
Atskyrimas ir surinkimas: Skirtingos dujos renkamos atitinkamai per prasiskverbimo pusę ir susilaikymo pusę.
Oro atskyrimo įtaisas
Membranos atskyrimo įtaisas daugiausia apima šias dalis:
Suspaudimo įtaisas: suteikia slėgį, reikalingą dujoms praeiti pro membraną.
Membranos surinkimas: šerdies atskyrimo vienetas, medžiagos apima celiuliozės darinius, sintetinius polimerus ir kt.
Surinkimo sistema: naudojama atskirtų dujų laikymui ir panaudojimui.
Privalumai: Mažos energijos suvartojimas, jokios cheminės reakcijos, paprasta įranga, stiprus pritaikomumas.
Trūkumai: atskyrimo grynumas yra palyginti mažas, tinkamas mažo masto ar specifiniams dujų atskyrimo poreikiams.
Kriogeninio atskyrimo metodo ir membranos atskyrimo metodo derinys
Derinant dviejų technologijų pranašumus, gali būti suprojektuotas efektyvesnis oro atskyrimo įtaisas:
Preliminarus atskyrimas: Norėdami greitai atskirti dujų dalį ir sumažinti kriogeninio atskyrimo apkrovą, naudokite membranos atskyrimo metodą.
Gilus apsivalymas: dujos po membranos atskyrimo dar labiau išgryninamas kriogeniniu atskyrimu, kad būtų patenkinti aukšto grynumo reikalavimai.
Taikymo atvejai:
Gaminant azoto, membranos atskyrimas gali greitai išgauti neapdorotą azotą, o kriogeninis atskyrimas naudojamas jį išvalyti iki daugiau nei 99,5%.
Vandenilio atsigavimui membranos atskyrimas naudojamas išankstiniam gydymui, o kriogeninis atskyrimas užbaigia galutinį atskyrimą.
Privalumai:
Sumažinkite bendrą energijos suvartojimą.
Pagerinkite atskyrimo efektyvumą ir išteklių panaudojimą.
Išvada
Kriogeninis ir membranų atskyrimas turi savo savybes oro atskyrimo srityje. Pirmasis yra tinkamas dideliam grynumui ir didelio masto gamybai, o antrasis-mažai energijos suvartojant ir lanksčiam. Derinant dvi technologijas, galima optimizuoti oro atskyrimo vienetų efektyvumą ir ekonomiką, suteikiant techninę pagalbą efektyviam išteklių naudojimui ir aplinkos apsaugai. Ateityje, įdiegus membranos medžiagų naujoves ir tobulinant kriogenines technologijas, oro atskyrimo technologija prisidės prie platesnės plėtros perspektyvos.
