Kriogen havoni ajratish (CES) texnologiyasi zamonaviy sanoatda kislorod, azot va argon kabi sanoat gazlarini olishning asosiy vositasidir. Havoni past haroratlarda ajratish orqali yuqori{1}}tozalikdagi kislorod, azot va argonni keng miqyosda ishlab chiqarish, poʻlat, kimyo, elektronika va energetika kabi sanoatning turli sanoat gaziga boʻlgan talablarini qondirish mumkin. Ushbu hisobot kriogen havoni ajratish tamoyillari va jarayon oqimini tushuntirib, uning turli sohalardagi odatiy qo'llanilishiga, texnologik rivojlanish tendentsiyalariga va muhandislik amaliyoti tajribasiga e'tibor qaratadi.
Mundarija
Kriogen havoni ajratishning asosiy tamoyillari
Jarayon oqimi va asosiy elementlar
Zavodning tipik miqyosi va sanoat rivojlanishi
Chelik sanoatidagi ilovalar
Kimyo sanoatida qo'llanilishi
Elektron sanoatdagi ilovalar
Energetika sanoatida qo'llanilishi
Texnologik rivojlanish tendentsiyalari va muhandislik amaliyoti
Xulosa
1. Kriogen havoni ajratishning asosiy tamoyillari
Havo asosan azot (taxminan 78%), kislorod (taxminan 21%) va oz miqdorda argon (taxminan 0,9%) dan iborat. Kislorod, azot va argonning qaynash nuqtalari sezilarli darajada farqlanadi (azot ≈ -196 daraja, argon ≈ -186 daraja, kislorod ≈ -183 daraja), kriogen distillash uchun nazariy asos yaratadi. Kriogen havo ajratish bu xususiyatdan foydalanib, havoni suyultirish va ko'p bosqichli distillash orqali bir vaqtda yuqori{12}}tozalikdagi kislorod, azot va argon ishlab chiqarishga erishadi. Membranani ajratish yoki bosimning o'zgaruvchan adsorbsiyasi kabi usullar bilan solishtirganda, kriyojenik havo ajratish, garchi energiya ko'p bo'lsa-da, yuqori ishlab chiqarish, yuqori tozalik va bir vaqtning o'zida noyob gazlarni olish qobiliyati kabi afzalliklarni taqdim etadi, bu esa uni keng ko'lamli sanoat gaz ishlab chiqarish uchun asosiy texnologiyaga aylantiradi.
2. Jarayon oqimi va asosiy bosqichlari
Kriogen havoni ajratish jarayoni asosan quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
Havoni siqish va tozalash
Atmosfera havosi avval kompressor tomonidan bosim ostida bo'ladi, shu bilan birga namlik va karbonat angidrid kabi aralashmalar past harorat bosqichida muzlash va uskunaning tiqilib qolishi-ning oldini olish uchun chiqariladi.
Sovutish va suyultirish
Havo sovutish aylanishi orqali suyuqlanish haroratiga qadar sovutiladi va keyingi distillash uchun xom ashyoni ta'minlash uchun suyuq havo hosil qiladi.
Yuqori- va past-bosimli distillashni ajratish
Suyuq havo fraksiyalash uchun yuqori{0}}bosim va past{1}}bosimli distillash ustunlariga kiradi. Azot yuqori bosim ustunining yuqori qismida-boyitilgan, pastki qismida esa kislorod-tarkibida suyuqlik mavjud. Tarkibida kislorod-boʻlgan suyuqlik keyingi distillash uchun past bosimli ustunga-oʻtadi va natijada yuqori-tozalikdagi kislorod va azot hosil qiladi.
Argon, qo'shimcha mahsulot sifatida, past bosim ustunining yon oqimidan-chiriladi va argon distillash ustuni orqali yanada tozalanadi.
Through multi-stage distillation, high-purity oxygen (>99.9%), high-purity nitrogen (>99,9% ni tashkil qiladi va sanoat argonini bir vaqtning o'zida ishlab chiqarish, sanoat ehtiyojlari uchun diversifikatsiyalangan ta'minotga erishish mumkin.
3. Zavodning tipik miqyosi va sanoat rivojlanishi
20-asrning boshlarida sanoatlashganidan beri kriogen havoni ajratish texnologiyasi o'simlik miqyosida doimiy kengayishni ko'rdi. 1902 yilda suyuq kislorod ishlab chiqarish imkonini beruvchi birinchi sanoat kislorod generatori joriy etildi. Bugungi kunda bitta yirik havo ajratish qurilmasi kuniga 5000 tonna kislorod ishlab chiqarish quvvatiga ega, bu esa uni dunyodagi eng yirik havo ajratish qurilmalaridan biriga aylantiradi. Katta{8}}kislorod ta'minoti tizimlari odatda po'lat ishlab chiqarish bazalarida, kimyo sanoat parklarida va energetika kompaniyalarida o'rnatilib, yuqori{9}}toza gazlarning barqaror ta'minlanishini ta'minlaydi va zamonaviy sanoat ishlab chiqarishining hayotiy tarmog'i bo'lib xizmat qiladi.
4. Po'lat sanoatida qo'llanilishi
Po'lat ishlab chiqarish jarayoni kislorodga katta talabga ega:
Yuqori o'choqli temir ishlab chiqarish: yuqori o'choqning kislorod bilan boyitish tezligini oshirish yonish haroratini oshiradi, aralashmalarning oksidlanishini tezlashtiradi va temir ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi.
Konverter po'lat ishlab chiqarish: erigan po'latga sof kislorod quyish ishlab chiqarish va tozalash tezligini oshiradi.
Kislorod iste'moli: 1 tonna konvertor po'latini ishlab chiqarish uchun taxminan 50 kubometr yoki undan ko'p kislorod kerak bo'ladi. Yirik po'lat tegirmonlari odatda uzluksiz etkazib berishni ta'minlash uchun o'zlarining havo ajratish stantsiyalarini quradilar.
Azot po'lat sanoatida inert himoya va tozalash gazi sifatida ishlatiladi:
Havoning oksidlanishini oldini olish uchun uzluksiz quyish paytida eritilgan po'latni himoya qilish;
Domna pechida{0}}portlashdan himoya qilish, maydalangan ko'mirni quyish va konvertor gazini qayta tiklash;
O'chirishni ta'mirlash vaqtida quvurlarni tozalash orqali xavfsizlikni ta'minlash.
Argon asosan po'choqni tozalashda (masalan, AODni qayta ishlashda), aralashmalarni olib tashlashda va eritilgan po'latni aralashtirish orqali bir hil holga keltirishda qo'llaniladi. Yirik po'lat korxonalari portlash pechlari, konvertorlar va tozalash jarayonlarining uzluksiz ishlashini ta'minlash uchun bir nechta havo ajratish qurilmalariga tayanadi.
5. Kimyo sanoatida qo'llanilishi
Kimyo sanoatida kriogen havo ajratish moslamalari kislorod, azot va argonni ta'minlaydi, ular quyidagilar uchun keng qo'llaniladi:
Kislorod yorilish, qisman oksidlanish reaktsiyalarida va yoqish jarayonlarida ishlatiladi;
Azot kimyoviy reaktsiyalar paytida portlash yoki oksidlanishni oldini olish uchun inert atmosferani ta'minlaydi;
Argon barqaror reaksiya muhitini ta'minlash uchun maxsus sintez reaktsiyalarida yoki yuqori{0}}soflikdagi kimyoviy jarayonlarda qo'llaniladi.
Kimyoviy sanoat parklari odatda butun ishlab chiqarish liniyasida uzluksiz va barqaror gaz ta'minotini ta'minlash uchun katta havo ajratish stantsiyalariga ega.
6. Elektron sanoatdagi ilovalar
Elektron va yarimo‘tkazgich sanoati yuqori{0}}toza gazlarga juda yuqori talablarga ega:
Azot texnologik materiallarning oksidlanishini oldini olish uchun inert himoya gaz sifatida ishlatiladi;
Argon yupqa plyonkalarni joylashtirish, qadoqlash va yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishda tashuvchi gaz yoki himoya gaz sifatida ishlatiladi;
Kislorod fotolitografiya va etching jarayonlarida yuqori-aniqlikdagi reaksiyalarga yordam beradi.
Kriogen havo ajratish moslamalarining yuqori tozaligi va yuqori barqarorligi ularni elektronika sanoati uchun sanoat gazlarining ajralmas manbaiga aylantiradi.
7. Energetika sanoatida qo'llanilishi
Energetika sanoatining sanoat gazlariga bo'lgan talabi asosan quyidagilarga qaratilgan:
Yonish jarayonini kislorod bilan ta'minlash: gaz turbinalari va ko'mir{0}}elektr stansiyalari yonish samaradorligini oshirish uchun kisloroddan foydalanishi mumkin;
Inert himoya: azot saqlash tanklarida, quvurlarda va reaktsiya tizimlarida portlashdan himoya qilish uchun ishlatiladi;
Suyultirilgan gazni qo'llash: Suyuq kislorod va suyuq azot energiyani saqlash, o'ta o'tkazuvchanlik va yangi energiya texnologiyalarida asosiy rol o'ynaydi.
Yirik{0}}miqyosdagi energetika loyihalari odatda energiya ishlab chiqarishni sanoat gaz ta'minoti bilan birlashtirish uchun havo ajratish moslamalari bilan jihozlangan.
8. Texnologik rivojlanish tendentsiyalari va muhandislik amaliyoti
Kriogen havoni ajratish texnologiyasining so'nggi rivojlanish tendentsiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Birliklarni-kengaytirish: Havo ajratish uskunasi birligi uchun yuqori ishlab chiqarish va kam energiya sarfini ta'minlash;
Intelligentizatsiya va avtomatlashtirish: 24/7 uzluksiz ishlash va real-vaqt monitoringiga erishish uchun DCS/PLC tizimlarini qabul qilish;
Energiyani qayta tiklashni optimallashtirish: kengaytirgichlar, turbinalar va issiqlik almashtirgichlarning optimallashtirilgan dizayni orqali umumiy energiya sarfini kamaytirish;
By-mahsulot ishlab chiqish: Iqtisodiy qiymatni oshirish uchun argon va boshqa nodir gazni qayta tiklash qurilmalarini qoʻshish.
Muhandislik amaliyoti shuni ko'rsatdiki, uskunaning oqilona konfiguratsiyasi, aniq gazni tozalash va sovuq quti dizayni uskunaning samarali va barqaror ishlashini ta'minlash uchun kalit hisoblanadi.
9. Xulosa
Kriogen havo ajratish texnologiyasi havoni past haroratda distillash orqali yuqori{0}}tozalikdagi kislorod, azot va argonni-keng miqyosda ishlab chiqarishga erishadi va zamonaviy po‘lat, kimyo, elektronika va energetika sanoati uchun asosiy kafolatga aylandi. Uning afzalliklari keng ko'lamli, yuqori gaz tozaligi va bir vaqtning o'zida noyob gazlarni olish qobiliyatidadir. Po'lat sanoati temir ishlab chiqarish, po'lat ishlab chiqarish va qayta ishlash jarayonlarining uzluksiz va samarali ishlashini ta'minlash uchun havo ajratish birliklariga tayanadi; kimyo sanoati reaksiya xavfsizligi va mahsulot sifatini ta'minlaydi; elektronika sanoati yuqori-toza gazlarga bo'lgan talabni qondiradi; va energetika sanoati yonish samaradorligi va xavfsizligini oshiradi. Uzluksiz texnologik optimallashtirish va aqlli nazoratni rivojlantirish bilan kriogen havoni ajratish kelajakda sanoat ishlab chiqarishida muhim rol o'ynashda davom etadi.
