Принцип на промишлената технология за разделяне на газ

Принцип на промишлената технология за разделяне на газ

Технологията за промишлено отделяне на газ се отнася до технологията за разделяне на различни компоненти в смесен газ чрез физични или химични методи. Тези технологии се използват широко в областта на химическата промишленост, петрола, медицината, храните и т.н. Следват няколко общи индустриални технологии за отделяне на газ и техните принципи:

1. Криогенен метод (нискотемпературен метод)

Принцип
Криогенният метод използва характеристиките на втечняване на газ при ниска температура. Той втечнява смесения газ, като го охлажда до изключително ниска температура и след това го разделя според разликата в точките на кипене на различните компоненти. Например, точките на кипене на кислорода и азота във въздуха са съответно -183 градуса и -196 градуса. Чрез постепенно повишаване на температурата азотът може първо да се изпари, а останалият е основно течен кислород.

Приложение
Криогенният метод се използва главно за широкомащабно производство на кислород, азот и аргон с висока чистота. Той е широко използван в блокове за разделяне на въздуха (ASU).

2. Адсорбционен метод

Принцип
Методът на адсорбция използва способността за селективна адсорбция на порести материали (като молекулярни сита) за различни газови молекули за адсорбиране на целевите компоненти в смесения газ. Молекулярните сита имат различен селективен адсорбционен капацитет за кислород и азот, така че тези два газа могат да бъдат разделени чрез адсорбция.

Приложение
Адсорбцията често се използва в малко оборудване за разделяне на газ, особено когато се изисква бързо разделяне. Той е лесен за работа и има ниски експлоатационни разходи, но е трудно да се получат продукти с висока чистота.

3. Метод на мембранно разделяне

Принцип
Методът за разделяне на мембрани използва разликата в пропускливостта на определени полимерни мембрани за различни газови молекули. Когато смесеният газ преминава през мембраната, скоростта на проникване на различните газови молекули е различна, като по този начин се постига разделяне. Например, кислородът преминава през мембраната много по-бързо от азота, така че кислородът и азотът могат да бъдат разделени чрез мембранно разделяне.

Приложение
Методът на мембранно разделяне е подходящ за производството на богати на кислород продукти, но поради ниската чистота на продукта и малкия мащаб, приложението му в индустрията е ограничено.

4. Адсорбция при промяна на налягането (PSA)

Принцип
Методът на адсорбция с промяна на налягането използва характеристиките на адсорбция и десорбция на газ при различни налягания. Чрез периодична промяна на налягането целевият газ се адсорбира при високо налягане и десорбира при ниско налягане, като по този начин се постига разделяне. Например, при високо налягане молекулярните сита адсорбират азот, докато при ниско налягане азотът се освобождава, като по този начин отделя кислорода.

Приложение
Адсорбцията с промяна на налягането се използва широко в малки и средни по размер инсталации за производство на кислород и азот, особено когато се изисква гъвкаво регулиране на производството.

5. Адсорбция с промяна на вакуумното налягане (VPSA)

Принцип
Адсорбцията с промяна на налягането във вакуум се основава на адсорбция с промяна на налягането и въвежда вакуумна работа за подобряване на ефективността на разделяне и чистотата на продукта. Чрез въвеждане на вакуум при ниско налягане, адсорбираният газ може да бъде десорбиран по-задълбочено, като по този начин се подобрява ефектът на разделяне.

Приложение
Технологията VPSA често се използва при производството на газове с висока чистота, особено когато се изискват кислород и азот с изключително висока чистота.

Заключение
Технологията за промишлено отделяне на газ играе важна роля в съвременната индустрия. Различните технологии за разделяне имат своите предимства и обхват на приложение. Изборът на правилната технология може значително да подобри производствената ефективност и качеството на продукта. Криогенен метод, метод на адсорбция, метод на мембранно разделяне, метод на адсорбция с промяна на налягането и метод на адсорбция с промяна на налягането са няколко общи индустриални технологии за отделяне на газ, които играят важна роля в съответните им области.