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Mit der rasanten Entwicklung der Chemie-, Energie-, Medizin- und anderer Industrien steigt auch der Bedarf an hochreinen Industriegasen (wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon) stetig.Kryogene LuftzerlegungstechnologieAls ausgereiftestes großtechnisches Gastrennverfahren hat sich die Gastrennung aufgrund ihrer hohen Effizienz und Stabilität zur Kernlösung der Industrie entwickelt. Dieser Artikel analysiert ihre technischen Grundlagen, Unterschiede in verschiedenen Anwendungsszenarien und grundlegende Konfigurationsanforderungen.
Im Vergleich zu Gas-Luft-Zerlegungsanlagen benötigen Flüssig-Luft-Zerlegungsanlagen eine höhere Kühlleistung. Je nach Ausstoßmenge der Flüssig-Luft-Zerlegungsanlagen kommen verschiedene Kältekreislaufverfahren zum Einsatz:Booster-Turbinen-Expansionskälteanlage, Niedertemperatur-Vorkühler-Kälteanlage, Umwälzkompressor-Expansionskälteanlage für Hoch- und Niederdruckusw., um das Ziel der Reduzierung des Energieverbrauchs durch verschiedene Methoden zu erreichen. Das Steuerungssystem verwendetDCS- oder SPS-Steuerungssystemund unterstützt Feldinstrumente, um die gesamte Geräteausrüstung einfach, stabil und zuverlässig zu gestalten.
Technische Merkmale: Technologischer Durchbruch bei der Tieftemperaturdestillation
Die Tieftemperatur-Flüssigluftzerlegungstechnologie komprimiert und kühlt Luft auf extrem niedrige Temperaturen (unter -196 °C) und nutzt den Unterschied in den Siedepunkten der einzelnen Komponenten zur Trennung. Zu den Hauptvorteilen zählen:
- Hochreiner Output:Es kann 99,999% reinen Sauerstoff, reinen Stickstoff und hochreines Argon produzieren, um anspruchsvolle Anforderungen wie die Halbleiterindustrie und die medizinische Behandlung zu erfüllen.
- Großserienproduktionskapazität:Die Tagesleistung einer einzelnen Anlage kann Tausende von Tonnen erreichen, was sie für Schwerindustrien wie die Stahl- und Chemieindustrie geeignet macht.
- Optimierung der Energieeffizienz:Moderne Luftzerlegungsanlagen integrieren hocheffiziente Kompressoren, Expander und Wärmetauscher und reduzieren so den Energieverbrauch um mehr als 30 %.
Anwendungsunterschiede: Die Branchennachfrage treibt die technologische Differenzierung voran.
Verschiedene Branchen haben unterschiedliche Anforderungen an Tiefkaltluftzerlegungssysteme, die sich hauptsächlich in folgende Kategorien einteilen lassen:
Traditioneller Industrietyp
- Anwendungsbereiche:Metallurgie, Petrochemie.
- Merkmale:Fokus auf Sauerstoff mit hohem Durchfluss (z. B. als Verbrennungshilfsmittel in der Stahlerzeugung) oder Stickstoff (z. B. als chemisches Schutzgas), ausgestattet mit großen Lagertanks und Rohrleitungstransportsystemen.
Hochreiner Typ in Elektronikqualität
- Anwendungsbereiche:Halbleiter, Photovoltaik.
- Merkmale:Es wird ultrareines Gas (Verunreinigungen ≤ 0,1 ppm) benötigt, und es werden mehrstufige Destillationstürme und Präzisionsfiltrationsmodule konfiguriert.
Art der Gesundheitsversorgung
- Anwendungsbereiche:Krankenhäuser, Biopharmazeutika.
- Merkmale:Schwerpunkt auf Sicherheit und sofortiger Versorgung, oft ausgestattet mit Flüssigsauerstofftanks und Verdampfungssystemen.
Neue Energieunterstützungsart
- Anwendungsbereiche:Wasserstoffenergie, Kohlenstoffabscheidung.
- Merkmale:Integrierte Krypton-, Xenon- und andere Edelgasgewinnungsfunktionen, angepasst an die Wertschöpfungskette der grünen Energiewirtschaft.
Grundkonfiguration: Kernmodul des Luftzerlegungssystems
Eine vollständige Anlage zur Tieftemperatur-Flüssigkeits-Luft-Zerlegung umfasst üblicherweise die folgenden Hauptkomponenten:
1. Luftkompressionssystem
Mehrstufiger Zentrifugalkompressor, der den für die Trennung erforderlichen Druck (0,5-1,0 MPa) liefert.
2. Vorkühl- und Reinigungseinheit
Molekularsieb-Adsorber entfernen Verunreinigungen wie Feuchtigkeit und CO₂.
3. Kryotechnische Kernausrüstung
- - Hauptwärmetauscher: Wärmeaustausch zwischen Luft und Produktgas.
- - Zweistufiger Destillationsturm: Sauerstoff-/Stickstofftrennung im unteren Turm, weitere Reinigung im oberen Turm.
4. Erweiterungskühlschrank
Sorgt für eine kontinuierliche Kühlleistung, um eine Umgebung mit niedriger Temperatur aufrechtzuerhalten.
5. Speicher- und Verdampfungssystem
Flüssigsauerstoff-/Flüssigstickstoff-Lagertanks, Kryopumpen und Verdampfer.
Zukunftstrends: Intelligenz und geringe Kohlenstoffbindung
Die globale Luftzerlegungstechnologie erzielt Durchbrüche in zwei Richtungen:
- Intelligenz:Optimieren Sie den Energieverbrauch mithilfe von KI-Algorithmen und überwachen Sie die Gasreinheit in Echtzeit.
- Grün:Um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, sollen Kompressoren mit erneuerbarer Energie angetrieben werden.
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Veröffentlichungsdatum: 27. Mai 2025
