บริษัท หางโจว นั่ว เทคโนโลยี กรุ๊ป จำกัด

เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึกเป็นวิธีการแยกส่วนประกอบหลัก (ไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน) ในอากาศโดยใช้อุณหภูมิต่ำ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เหล็ก เคมีภัณฑ์ ยา และอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยความต้องการก๊าซที่เพิ่มขึ้น การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึกจึงแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ บทความนี้จะกล่าวถึงกระบวนการผลิตการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึกอย่างละเอียด รวมถึงหลักการทำงาน อุปกรณ์หลัก ขั้นตอนการทำงาน และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

ภาพรวมของเทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นยิ่งยวด

หลักการพื้นฐานของการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดคือการทำให้อากาศเย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำมาก (โดยทั่วไปต่ำกว่า -150°C) เพื่อให้สามารถแยกส่วนประกอบในอากาศตามจุดเดือดที่แตกต่างกันได้ โดยปกติแล้ว หน่วยแยกอากาศด้วยความเย็นจัดจะใช้อากาศเป็นวัตถุดิบและผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การอัด การทำความเย็น และการขยายตัว จนกระทั่งแยกไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอนออกจากอากาศ เทคโนโลยีนี้สามารถผลิตก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง และด้วยการควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยำ จะสามารถตอบสนองความต้องการคุณภาพก๊าซที่เข้มงวดในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้

หน่วยแยกอากาศด้วยความเย็นจัดแบ่งออกเป็นสามส่วนหลัก ได้แก่ เครื่องอัดอากาศ เครื่องทำความเย็นล่วงหน้า และกล่องเย็น เครื่องอัดอากาศใช้สำหรับอัดอากาศให้มีความดันสูง (โดยปกติ 5-6 MPa) เครื่องทำความเย็นล่วงหน้าช่วยลดอุณหภูมิของอากาศโดยการทำความเย็น และกล่องเย็นเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดทั้งหมด รวมถึงหอแยกส่วน ซึ่งใช้ในการแยกก๊าซ

การอัดอากาศและการทำความเย็น

การอัดอากาศเป็นขั้นตอนแรกในการแยกอากาศด้วยความเย็นจัด โดยมีจุดประสงค์หลักคือการอัดอากาศที่ความดันบรรยากาศให้มีความดันสูงขึ้น (โดยปกติ 5-6 MPa) หลังจากอากาศเข้าสู่ระบบผ่านคอมเพรสเซอร์ อุณหภูมิของอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากกระบวนการอัด ดังนั้นจึงต้องมีการดำเนินการระบายความร้อนหลายขั้นตอนเพื่อลดอุณหภูมิของอากาศอัด วิธีการระบายความร้อนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยน้ำและการระบายความร้อนด้วยอากาศ และการระบายความร้อนที่ดีจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าอากาศอัดจะไม่ก่อให้เกิดภาระที่ไม่จำเป็นต่ออุปกรณ์ในระหว่างกระบวนการต่อไป

หลังจากที่อากาศถูกทำให้เย็นลงเบื้องต้นแล้ว อากาศจะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไปคือการทำความเย็นล่วงหน้า โดยปกติแล้วขั้นตอนการทำความเย็นล่วงหน้าจะใช้ไนโตรเจนหรือไนโตรเจนเหลวเป็นตัวกลางในการทำความเย็น และผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน อุณหภูมิของอากาศอัดจะลดลงอีก เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับกระบวนการแช่แข็งในขั้นตอนต่อไป การทำความเย็นล่วงหน้าจะช่วยลดอุณหภูมิของอากาศให้ใกล้เคียงกับอุณหภูมิการกลายเป็นของเหลว ซึ่งเป็นสภาวะที่จำเป็นสำหรับการแยกส่วนประกอบต่างๆ ในอากาศ

การขยายตัวที่อุณหภูมิต่ำและการแยกก๊าซ

หลังจากอัดอากาศและลดอุณหภูมิเบื้องต้นแล้ว ขั้นตอนสำคัญถัดไปคือการขยายตัวที่อุณหภูมิต่ำและการแยกก๊าซ การขยายตัวที่อุณหภูมิต่ำทำได้โดยการขยายอากาศอัดอย่างรวดเร็วผ่านวาล์วขยายตัวจนถึงความดันปกติ ในระหว่างกระบวนการขยายตัว อุณหภูมิของอากาศจะลดลงอย่างมากจนถึงอุณหภูมิการกลายเป็นของเหลว ไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศจะเริ่มกลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่างกันเนื่องจากจุดเดือดที่แตกต่างกัน

ในอุปกรณ์แยกอากาศด้วยความเย็นจัด อากาศเหลวจะเข้าสู่กล่องเย็น ซึ่งหอแยกส่วนเป็นส่วนสำคัญในการแยกก๊าซ หลักการสำคัญของหอแยกส่วนคือการใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของจุดเดือดของส่วนประกอบต่างๆ ในอากาศ ผ่านการขึ้นและลงของก๊าซในกล่องเย็น เพื่อให้เกิดการแยกก๊าซ จุดเดือดของไนโตรเจนคือ -195.8°C จุดเดือดของออกซิเจนคือ -183°C และจุดเดือดของอาร์กอนคือ -185.7°C โดยการปรับอุณหภูมิและความดันในหอแยกส่วน จะสามารถแยกก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการแยกก๊าซในหอแยกส่วนมีความแม่นยำสูง โดยปกติจะใช้ระบบหอแยกส่วนสองขั้นตอนเพื่อแยกไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน ขั้นแรก ไนโตรเจนจะถูกแยกในส่วนบนของหอแยกส่วน ในขณะที่ออกซิเจนเหลวและอาร์กอนเหลวจะถูกทำให้เข้มข้นในส่วนล่าง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแยก สามารถเพิ่มเครื่องทำความเย็นและเครื่องระเหยซ้ำเข้าไปในหอ ซึ่งจะช่วยควบคุมกระบวนการแยกก๊าซได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ไนโตรเจนที่สกัดได้มักมีความบริสุทธิ์สูง (มากกว่า 99.99%) และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา เคมี และอิเล็กทรอนิกส์ ออกซิเจนใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ อุตสาหกรรมเหล็ก และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ใช้พลังงานสูง อาร์กอนซึ่งเป็นก๊าซหายาก มักสกัดผ่านกระบวนการแยกก๊าซ มีความบริสุทธิ์สูง และใช้กันอย่างแพร่หลายในงานเชื่อม งานถลุง และการตัดด้วยเลเซอร์ รวมถึงสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ ระบบควบคุมอัตโนมัติสามารถปรับพารามิเตอร์กระบวนการต่างๆ ตามความต้องการจริง เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต และลดการใช้พลังงาน

นอกจากนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบแยกอากาศด้วยความเย็นจัดยังรวมถึงเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและการควบคุมการปล่อยมลพิษด้วย ตัวอย่างเช่น การนำพลังงานอุณหภูมิต่ำในระบบกลับมาใช้ใหม่สามารถลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมได้ ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น อุปกรณ์แยกอากาศด้วยความเย็นจัดที่ทันสมัยจึงให้ความสำคัญกับการลดการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายและเพิ่มความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตมากขึ้นด้วย

การประยุกต์ใช้การแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึก

เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดไม่เพียงแต่มีประโยชน์อย่างมากในการผลิตก๊าซอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในหลายสาขาอีกด้วย ในอุตสาหกรรมเหล็ก ปุ๋ย และปิโตรเคมี เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน เพื่อให้กระบวนการผลิตมีประสิทธิภาพ ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ไนโตรเจนที่ได้จากเทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดถูกนำมาใช้ในการควบคุมบรรยากาศในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และในอุตสาหกรรมการแพทย์ ออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการช่วยหายใจของผู้ป่วย

นอกจากนี้ เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดยังมีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บและขนส่งออกซิเจนเหลวและไนโตรเจนเหลว ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถขนส่งก๊าซที่มีแรงดันสูงได้ ออกซิเจนเหลวและไนโตรเจนเหลวสามารถลดปริมาตรและลดต้นทุนการขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

บทสรุป

เทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึก (Deep Cryogenic Air Separation) ด้วยประสิทธิภาพและความแม่นยำในการแยกก๊าซ จึงถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี กระบวนการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึกจะมีความชาญฉลาดและประหยัดพลังงานมากขึ้น พร้อมทั้งเพิ่มความบริสุทธิ์ของก๊าซที่แยกได้และประสิทธิภาพการผลิต ในอนาคต การพัฒนานวัตกรรมด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมและการฟื้นฟูทรัพยากรของเทคโนโลยีการแยกอากาศด้วยความเย็นจัดระดับลึกจะเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมอีกด้วย

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com