Đơn vị tách khí là gì?

Bộ phận tách khí (ASU) là một cơ sở công nghiệp được thiết kế để tách không khí trong khí quyển thành các thành phần chính: nitơ, oxy, đôi khi là argon và các loại khí hiếm khác. Các đơn vị này rất cần thiết để sản xuất khí có độ tinh khiết cao cần thiết cho các ngành công nghiệp khác nhau. Các thành phần điển hình của ASU bao gồm:

• Máy nén khí : Để nén không khí trong khí quyển.

Hệ thống lọc không khí : Loại bỏ tạp chất.

Bộ trao đổi nhiệt : Làm mát khí nén.

Hệ thống làm mát đông lạnh : Để hóa lỏng không khí.

Cột chưng cất : Để tách không khí thành các thành phần.

 

Bộ phận tách khí hoạt động như thế nào?

Kỹ thuật chính được sử dụng trong ASU là chưng cất phân đoạn. Dưới đây là phác thảo từng bước của quy trình:

Nén : Không khí trong khí quyển được hút vào ASU và đi qua một loạt máy nén để tăng áp suất, thường là từ 5 đến 10 bar. Bước này nâng cao hiệu quả của quá trình làm mát và tách tiếp theo.

Làm sạch : Khí nén được làm sạch để loại bỏ các tạp chất như độ ẩm, carbon dioxide và các chất gây ô nhiễm. Quá trình tinh chế này rất quan trọng để đảm bảo các khí tách ra có độ tinh khiết cao và ngăn chặn tình trạng đóng băng hoặc tắc nghẽn thiết bị đông lạnh.

Làm mát : Khí nén, tinh khiết được làm lạnh đến nhiệt độ đông lạnh bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt và chu trình làm lạnh. Quá trình làm mát này hóa lỏng không khí, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tách dựa trên sự khác biệt về điểm sôi.

Tách : Không khí hóa lỏng được đưa vào cột chưng cất (hoặc nhiều cột), tại đây nó được tách thành các thành phần chính:

• Nitơ : Sôi ở -196°C (-321°F).
• Oxy : Sôi ở -183°C (-297°F).
• Argon (nếu tách): Sôi ở -186°C (-303°F).

Khi không khí đi lên cột, nó dần dần ấm lên, làm cho các thành phần khác nhau bay hơi ở điểm sôi tương ứng. Ví dụ, hơi giàu oxy bốc lên trên, trong khi chất lỏng giàu nitơ tích tụ ở phía dưới. Argon thường được chiết xuất ở điểm trung gian trong cột.

Thu thập, lưu trữ và phân phối : Các khí riêng biệt được thu thập và lưu trữ trong bể điều áp hoặc bể đông lạnh. Những khí này sau đó được phân phối theo yêu cầu độ tinh khiết cụ thể của các ứng dụng khác nhau.

Hiệu quả của ASU phụ thuộc rất nhiều vào sự tích hợp chặt chẽ của bộ trao đổi nhiệt và cột phân tách.

 

Ứng dụng của ASU

Chăm sóc sức khỏe

Cung cấp oxy : Quan trọng đối với sử dụng y tế, bao gồm hỗ trợ hô hấp và gây mê.

Khí kỹ thuật khác : Được sử dụng trong các ứng dụng y tế khác nhau.

Quy trình công nghiệp

Chế tạo kim loại : Oxy và nitơ được sử dụng trong quá trình cắt, hàn và các quá trình gia công kim loại khác.

Sản xuất hóa chất : Khí từ ASU được sử dụng trong quá trình tổng hợp hóa chất.

Xử lý nước thải : Oxy được sử dụng để tăng cường quá trình xử lý sinh học.

Sản xuất chất bán dẫn : Khí có độ tinh khiết cao rất cần thiết cho các quy trình như sản xuất tấm bán dẫn và chế tạo thiết bị.

Đồ ăn và đồ uống

Nitơ : Dùng để đóng gói, bảo quản thực phẩm nhằm kéo dài thời gian sử dụng.

Sản xuất năng lượng

Quá trình đốt cháy : Oxy có độ tinh khiết cao được sử dụng trong các nhà máy điện và nhà máy thép để cải thiện hiệu suất đốt cháy và giảm lượng khí thải.

 

Phần kết luận

Bộ tách khí là công nghệ nền tảng trong việc sản xuất khí công nghiệp có độ tinh khiết cao. Khả năng tách không khí thành các thành phần chính một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí có ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, quy trình công nghiệp, công nghiệp thực phẩm và đồ uống cũng như sản xuất năng lượng. Khi nhu cầu về các loại khí này tăng lên, vai trò của ASU sẽ tiếp tục mở rộng, được thúc đẩy bởi những tiến bộ trong kỹ thuật đông lạnh và nhu cầu ngày càng tăng về các loại khí có độ tinh khiết cao trong các ứng dụng khác nhau.