Aire kriogenikoaren bereizketa sakoneko teknologia aireko osagai nagusiak (nitrogenoa, oxigenoa eta argona) tenperatura baxuen bidez bereizten dituen metodo bat da. Oso erabilia da altzairu, kimika, farmazia eta elektronika bezalako industrietan. Gasen eskaria gero eta handiagoa denez, aire kriogenikoaren bereizketa sakoneko teknologiaren aplikazioa ere gero eta zabalagoa da. Artikulu honek aire kriogenikoaren bereizketa sakonaren ekoizpen prozesua sakonki aztertuko du, bere funtzionamendu printzipioa, ekipamendu nagusia, funtzionamendu urratsak eta hainbat industriatan duen aplikazioa barne.
Aire kriogenikoen bereizketa teknologiaren ikuspegi orokorra
Aire kriogenikoaren bereizketaren oinarrizko printzipioa airea tenperatura oso baxuetara hoztea da (orokorrean -150 °C-tik behera), aireko osagaiak irakite-puntu desberdinen arabera bereizi ahal izateko. Normalean, aire kriogenikoaren bereizketa-unitateak airea erabiltzen du lehengai gisa eta konpresioa, hoztea eta hedapena bezalako prozesuetatik igarotzen da, azkenik nitrogenoa, oxigenoa eta argona airetik bereiziz. Teknologia honek purutasun handiko gasak ekoiz ditzake eta, prozesu-parametroak zehatz-mehatz erregulatuz, gasaren kalitatearen eskakizun zorrotzak betetzen ditu industria-eremu desberdinetan.
Aire kriogenikoen bereizketa unitatea hiru zati nagusitan banatzen da: aire konpresorea, aire aurre-hozkailua eta kutxa hotza. Aire konpresorea airea presio altu batera konprimitzeko erabiltzen da (normalean 5-6 MPa), aurre-hozkailuak airearen tenperatura jaisten du hozte bidez, eta kutxa hotza aire kriogenikoen bereizketa prozesu osoaren muina da, gasen bereizketa lortzeko erabiltzen den frakzionamendu dorrea barne.
Airearen konpresioa eta hoztea
Airearen konpresioa aire kriogenikoen bereizketaren lehen urratsa da, eta helburu nagusia presio atmosferikoan dagoen airea presio handiago batera konprimitzea da (normalean 5-6 MPa). Airea sisteman konpresorearen bidez sartu ondoren, bere tenperatura nabarmen igoko da konpresio-prozesuaren ondorioz. Beraz, hozte-urrats sorta bat egin behar da aire konprimituaren tenperatura jaisteko. Hozte-metodo ohikoenen artean, uraren bidezko hoztea eta airearen bidezko hoztea daude, eta hozte-efektu on batek berma dezake aire konprimituak ez duela ekipamenduan zama alferrikakoa eragiten ondorengo prozesamenduan.
Airea aldez aurretik hoztu ondoren, hurrengo fasera igarotzen da, aurre-hozte fasera. Aurre-hozte faseak normalean nitrogenoa edo nitrogeno likidoa erabiltzen du hozte-euskarri gisa, eta bero-trukerako ekipamenduaren bidez, aire konprimituaren tenperatura gehiago jaisten da, ondorengo prozesu kriogenikorako prestatuz. Aurre-hoztearen bidez, airearen tenperatura likuefakzio-tenperaturara hurbildu daiteke, airean dauden osagaiak bereizteko beharrezko baldintzak sortuz.
Tenperatura baxuko hedapena eta gasen bereizketa
Airea konprimitu eta aurre-hoztu ondoren, hurrengo urrats garrantzitsua tenperatura baxuko hedapena eta gasen bereizketa da. Tenperatura baxuko hedapena lortzen da aire konprimitua hedapen-balbula baten bidez azkar hedatuz, presio normalera iritsi arte. Hedapen-prozesuan zehar, airearen tenperatura nabarmen jaitsiko da, likuefakzio-tenperaturara iritsiz. Aireko nitrogenoa eta oxigenoa tenperatura desberdinetan likidotzen hasiko dira, irakite-puntuaren arteko desberdintasunengatik.
Aire kriogenikoen bereizketa-ekipoan, aire likidotua kaxa hotzera sartzen da, eta bertan frakzionamendu-dorrea da gasak bereizteko funtsezko atala. Frakzionamendu-dorrearen oinarrizko printzipioa aireko osagai desberdinen irakite-puntuaren aldeak erabiltzea da, gasa kaxa hotzean igotzen eta jaisten den heinean, gasak bereizteko. Nitrogenoaren irakite-puntua -195,8 °C da, oxigenoarena -183 °C eta argonarena -185,7 °C. Dorreko tenperatura eta presioa doituz, gasak modu eraginkorrean bereiz daitezke.
Frakzionamendu-dorrearen gasen bereizketa-prozesua oso zehatza da. Normalean, bi faseko frakzionamendu-dorre sistema bat erabiltzen da nitrogenoa, oxigenoa eta argona ateratzeko. Lehenik, nitrogenoa frakzionamendu-dorrearen goiko aldean bereizten da, eta oxigeno likidoa eta argona beheko aldean kontzentratzen dira. Banaketa-eraginkortasuna hobetzeko, hozkailu eta birlurrungailu bat gehi daitezke dorrean, gasen bereizketa-prozesua zehatzago kontrolatzeko.
Ateratako nitrogenoa normalean purutasun handikoa da (% 99,99tik gorakoa), eta oso erabilia da metalurgian, industria kimikoan eta elektronikan. Oxigenoa medikuntzan, altzairuaren industrian eta oxigenoa behar duten beste energia asko kontsumitzen duten industrietan erabiltzen da. Argona, gas arraroa denez, normalean gasak bereizteko prozesuaren bidez ateratzen da, purutasun handikoa da eta soldaduran, urtzean eta laser bidezko ebaketan oso erabilia da, besteak beste, goi-mailako teknologiako arloetan. Kontrol-sistema automatizatuak prozesu-parametro desberdinak doi ditzake benetako beharren arabera, ekoizpen-eraginkortasuna optimizatu eta energia-kontsumoa murriztu.
Horrez gain, aire kriogeniko sakoneko bereizketa sistemaren optimizazioak energia aurrezteko eta isurien kontrolerako teknologiak ere barne hartzen ditu. Adibidez, sisteman tenperatura baxuko energia berreskuratuz, energia xahuketa murriztu daiteke eta energiaren erabileraren eraginkortasun orokorra hobetu. Gainera, ingurumen-arau gero eta zorrotzagoak direnez, aire kriogeniko sakoneko bereizketa ekipo modernoek arreta handiagoa jartzen dute gas kaltegarriak isuriak murrizteko eta ekoizpen-prozesuaren ingurumenarekiko errespetua hobetzeko.
Aire kriogenikoaren bereizketa sakonaren aplikazioak
Aire kriogeniko sakoneko bereizketa teknologiak ez ditu aplikazio garrantzitsuak bakarrik gas industrialen ekoizpenean, baizik eta hainbat arlotan ere zeregin garrantzitsua betetzen du. Altzairu, ongarri eta petrokimika industrietan, aire kriogeniko sakoneko bereizketa teknologia erabiltzen da oxigenoa eta nitrogenoa bezalako gas puruak lortzeko, ekoizpen prozesu eraginkorrak bermatuz. Elektronika industrian, aire kriogeniko sakoneko bereizketak ematen duen nitrogenoa erdieroaleen fabrikazioan atmosfera kontrolatzeko erabiltzen da. Medikuntza industrian, oxigeno purua ezinbestekoa da pazienteen arnasketa laguntzarako.
Horrez gain, aire kriogeniko sakoneko bereizketa teknologiak ere zeregin garrantzitsua du oxigeno likidoaren eta nitrogeno likidoaren biltegiratzean eta garraioan. Presio handiko gasak garraiatu ezin diren egoeretan, oxigeno likidoak eta nitrogeno likidoak bolumena murriztu eta garraio kostuak murriztu ditzakete modu eraginkorrean.
Ondorioa
Aire kriogeniko sakoneko bereizketa teknologia, gasak bereizteko gaitasun eraginkor eta zehatzekin, hainbat industria-arlotan erabiltzen da. Teknologiaren aurrerapenarekin, aire kriogeniko sakoneko bereizketa prozesua adimentsuagoa eta energia-eraginkorragoa izango da, gasak bereizteko garbitasuna eta ekoizpen-eraginkortasuna hobetuz. Etorkizunean, aire kriogeniko sakoneko bereizketa teknologiaren berrikuntza ingurumenaren babesari eta baliabideen berreskurapenari dagokionez ere industriaren garapenerako norabide gakoa izango da.
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Argitaratze data: 2025eko uztailak 28