Принцип технології промислового газорозділення

Принцип технології промислового газорозділення

Технологія промислового розділення газу означає технологію розділення різних компонентів у газовій суміші фізичними або хімічними методами. Ці технології широко використовуються в галузях хімічної промисловості, нафтової промисловості, медицини, харчової промисловості тощо. Нижче наведено кілька поширених промислових технологій газорозділення та їх принципи:

1. Кріогенний метод (низькотемпературний метод)

Принцип
Кріогенний метод використовує характеристики зрідження газу при низькій температурі. Він зріджує змішаний газ, охолоджуючи його до надзвичайно низької температури, а потім розділяє його відповідно до різниці температур кипіння різних компонентів. Наприклад, точки кипіння кисню та азоту в повітрі становлять -183 градусів і -196 градусів відповідно. Поступово підвищуючи температуру, спочатку можна випарувати азот, а залишитися в основному рідкий кисень.

застосування
Кріогенний метод в основному використовується для великомасштабного виробництва високочистого кисню, азоту та аргону. Він широко використовується в повітророздільних установках (ВРУ).

2. Адсорбційний метод

Принцип
Метод адсорбції використовує вибіркову адсорбційну здатність пористих матеріалів (таких як молекулярні сита) для різних молекул газу для адсорбції цільових компонентів у змішаному газі. Молекулярні сита мають різну селективну адсорбційну здатність для кисню та азоту, тому ці два гази можна розділити адсорбцією.

застосування
Адсорбція часто використовується в невеликому обладнанні для розділення газу, особливо коли потрібне швидке розділення. Він простий в експлуатації і має низькі експлуатаційні витрати, але важко отримати продукти високої чистоти.

3. Метод мембранної сепарації

Принцип
Мембранний метод розділення використовує різницю в проникності певних полімерних мембран для різних молекул газу. Коли змішаний газ проходить через мембрану, швидкість проникнення різних молекул газу різна, завдяки чому досягається розділення. Наприклад, кисень проходить через мембрану набагато швидше, ніж азот, тому кисень і азот можна розділити за допомогою мембранного розділення.

застосування
Мембранний метод розділення підходить для виробництва продуктів, багатих киснем, але через низьку чистоту продукту та малий масштаб його застосування в промисловості обмежене.

4. Адсорбція при зміні тиску (PSA)

Принцип
Метод адсорбції зі змінним тиском використовує характеристики адсорбції та десорбції газу при різних тисках. Завдяки періодичній зміні тиску цільовий газ адсорбується під високим тиском і десорбується при низькому тиску, таким чином досягаючи розділення. Наприклад, під високим тиском молекулярні сита адсорбують азот, тоді як під низьким тиском азот виділяється, тим самим відокремлюючи кисень.

застосування
Адсорбція коливань тиску широко використовується на малих і середніх підприємствах з виробництва кисню та азоту, особливо коли потрібна гнучка настройка виробництва.

5. Адсорбція коливань вакуумного тиску (VPSA)

Принцип
Вакуумна адсорбція з коливаннями тиску заснована на адсорбції з коливаннями тиску та впроваджує роботу у вакуумі для підвищення ефективності розділення та чистоти продукту. Впроваджуючи вакуум при низькому тиску, адсорбований газ можна десорбувати більш ретельно, тим самим покращуючи ефект розділення.

застосування
Технологія VPSA часто використовується у виробництві газів високої чистоти, особливо коли потрібні надзвичайно чисті кисень і азот.

Висновок
Технологія промислового газорозділення відіграє важливу роль у сучасній промисловості. Різні технології сепарації мають свої переваги та сферу застосування. Вибір правильної технології може значно підвищити ефективність виробництва та якість продукції. Кріогенний метод, метод адсорбції, метод мембранного розділення, метод адсорбції під тиском і метод адсорбції під тиском у вакуумі є кількома поширеними промисловими технологіями розділення газу, які відіграють важливу роль у відповідних галузях.