극저온 공기 분리 기술은 액체 산소 생산에 널리 사용됩니다. 극저온 공기 분리 기술은 "극저온 공기" 기술이라고도 불리며, 극저온 증류를 이용해 공기 중의 다양한 가스 성분을 분리하는 기술을 말합니다. 또한, 많은 산업, 특히 극저온 공기 분리를 통한 액체 산소 생산에 참여해 왔으며 이는 가스 생산에서 극저온 공기 분리 기술의 핵심 역할과 기술적 우월성을 충분히 반영하는 상당한 이점을 보여주었습니다.
극저온 공기분리를 통해 액체산소를 생산하는 원리
극저온 공기 분리는 공기 중 다양한 구성 요소의 다양한 끓는점 그룹을 기반으로 합니다. 저온에서 공기는 다양한 가스 생성물로 분리됩니다. 주요 생산품으로는 산소, 질소, 꿩 등 희가스 등이 있으며, 그 중 액체산소도 중요한 생산물 중 하나이다. 이 기술의 핵심은 저온 환경을 조성하고 활용하여 공기를 분리하고 증류하는 것입니다.
공기 성분 값 비교
공기는 주로 질소 약 78%, 산소 약 21%, 기타 소량의 가스, 이산화탄소 등으로 구성되어 있습니다. 서로 다른 온도에서 이들 가스의 끓는점은 다릅니다. 그 중 질소의 끓는점은 -195.8℃이고, 산소의 끓는점은 -183.0℃이며, 부호의 끓는점은 {{6이다. }}.7 ℃. 이러한 끓는점의 차이를 이용하여 극저온 공기 분리 기술을 통해 공기 중의 다양한 기체를 분리할 수 있습니다.
액체 산소 생산의 주요 단계
1. 압축공기
먼저, 대기 중의 공기가 압축기로 흡입되었습니다. 여러 수준의 압축 후에 압력은 2-10mPa로 증가했습니다. 압축 과정은 공기 온도를 증가시키므로, 후속 냉각에 필요한 에너지를 줄이기 위해 공기는 냉각기를 통해 공기를 정상 온도로 냉각해야 합니다.
2. 공기 정화
압축공기에는 수분, 이산화탄소, 탄화수소 등의 불순물이 포함되어 있습니다. 이러한 불순물은 저온에서 얼어 파이프라인을 차단하고 분리 효과에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 불순물은 공기청정시스템을 통해 제거되어야 합니다.
3. 사전 차가운 공기
주 열 교환기로 유입되는 열 부하를 줄이려면 정화된 공기를 추가로 냉각해야 합니다. 사전 냉각은 일반적으로 일련의 열교환기에 의해 완료됩니다. 이러한 열 교환기는 액화 가스(예: 액체 질소)를 냉각 매체로 사용하여 공기를 액화 온도에 가깝게 냉각합니다.
4. 주열교환 냉각
예냉된 공기가 유입된 후, 공기는 주 열교환기로 유입되고, 열교환기는 증류탑 상단에서 되돌아오는 공기 유동 가스와 열교환하여 온도를 더욱 낮추게 됩니다. 주 열교환 장치의 설계는 매우 중요하며 증류탑에 들어가기 전에 공기가 충분한 온도에 도달하는지 확인하는 것이 필요합니다.
5. 공기 액화
주열교환기의 냉각 후 공기온도는 약 -170℃까지 떨어졌고, 이때 공기는 부분적으로 액화되기 시작했다. 온도를 더욱 낮추기 위해 일반적으로 팽창 메커니즘이 사용됩니다. 팽창기는 열팽창 과정을 통해 공기를 -190 ℃ 이하로 냉각시켜 공기를 완전히 액화시킵니다.
6. 분리 분리
액화된 공기는 증류탑으로 유입되어 각 성분의 끓는점 차이에 따라 분리됩니다. 증류탑은 상부탑과 하부탑의 두 부분으로 나누어집니다.
하부 타워: 액화 공기가 먼저 하부 타워로 들어갑니다. 증발과 응축에 의해 질소와 산소가 분리됩니다. 하부탑 상단에서는 질소가 풍부한 가스가 생성되고, 하단에서는 산소가 풍부한 액체가 생성됩니다.
상부탑: 하부탑에서 생성된 산소가 풍부한 액체는 상부탑으로 유입되어 고순도 액체 산소를 추가로 분리합니다. 탑 상부에서는 고순도 질소를 생성하고, 하부에서는 고순도 액체산소를 얻습니다.
7. 제품추출물
정자탑 바닥에서 추출된 액체산소는 여과, 제습 등의 추가 처리를 거쳐 제품의 품질을 보장합니다. 액체산소는 저온창고에 보관할 수 있으며, 펌핑시스템을 통해 사용자측으로 운반될 수 있습니다.
극저온 공기 분리 기술의 장점 적용
극저온 공기 분리 기술은 화학, 야금, 의료, 항공우주 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 화학산업에서 액체산소는 암모니아, 메탄올 등 화학물질 생산을 합성하는 데 사용되는 중요한 산화제이다. 야금 산업에서는 액체 산소를 철강 제련에 사용하여 연소 효율과 제품 품질을 향상시킵니다. 의료분야에서는 액체산소를 호흡기 치료와 응급처치에 활용한다. 항공우주 분야에서 액체 산소는 로켓 프로펠러로서 높은 에너지 효율과 환경 보호라는 특징을 가지고 있습니다.
극저온 공기 분리를 통해 액체 산소를 생산하는 것은 효율적이고 안정적인 공기 분리 방법입니다. 다단계 냉각 및 증류 과정을 거쳐 고순도 액체산소를 생산할 수 있습니다. 이 기술은 다양한 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖고 있으며 향후 개발 방향은 에너지 효율성, 소형화, 지능화 및 환경 보호에 더 많은 관심을 기울일 것입니다. 지속적인 기술 혁신과 최적화를 통해 극저온 공기 분리 기술은 산업 생산과 환경 보호에 더 큰 역할을 할 것입니다.
