HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Teknologi pemisahan udara kriogenik merupakan salah satu metode penting untuk menghasilkan nitrogen dan oksigen dengan kemurnian tinggi dalam industri modern. Teknologi ini banyak digunakan di berbagai industri seperti metalurgi, teknik kimia, dan kedokteran. Artikel ini akan membahas secara mendalam bagaimana pemisahan udara kriogenik menghasilkan nitrogen dan oksigen dengan kemurnian tinggi, serta langkah-langkah dan peralatan utama yang terlibat dalam proses tersebut.

1. Prinsip dasar pemisahan udara kriogenik

Pemisahan udara kriogenik adalah proses pemisahan komponen utama udara dengan menurunkan suhu. Udara terutama terdiri dari nitrogen, oksigen, dan sejumlah kecil argon. Dengan mengompresi dan mendinginkan udara hingga suhu yang sangat rendah, udara dicairkan, kemudian perbedaan titik didih masing-masing gas dimanfaatkan untuk distilasi guna memisahkan nitrogen dan oksigen. Titik didih nitrogen adalah -195,8°C, dan oksigen adalah -183°C, sehingga keduanya dapat dimurnikan secara terpisah melalui distilasi bertahap.

2. Tahap pra-perawatan: Pemurnian udara

Dalam proses pemisahan udara kriogenik, pra-perlakuan udara merupakan langkah awal yang krusial. Udara mengandung pengotor seperti debu, karbon dioksida, dan uap air, yang akan membeku di lingkungan bersuhu rendah, menyebabkan penyumbatan peralatan. Oleh karena itu, udara terlebih dahulu menjalani proses penyaringan, kompresi, dan pengeringan untuk menghilangkan pengotor dan uap air. Umumnya, pengering dan penyerap saringan molekuler merupakan peralatan penting yang digunakan untuk menghilangkan pengotor dari udara, memastikan stabilitas dan efisiensi proses pemisahan kriogenik selanjutnya.

3. Kompresi dan pendinginan udara

Udara murni perlu dikompresi, biasanya melalui beberapa kompresor untuk meningkatkan tekanan udara hingga 5-6 megapascal. Udara terkompresi kemudian didinginkan melalui penukar panas dengan gas yang dikembalikan pada suhu rendah, secara bertahap menurunkan suhu hingga mendekati titik pencairan. Dalam proses ini, penukar panas memainkan peran penting karena dapat secara efektif mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi pendinginan, memastikan udara dapat dicairkan dalam kondisi suhu rendah, sehingga menyediakan kondisi untuk pemisahan distilasi selanjutnya.

4. Pencairan dan distilasi udara

Di menara pemisah kriogenik, udara terkompresi dan dingin didinginkan lebih lanjut hingga mencapai keadaan cair. Udara cair tersebut dikirim ke menara distilasi untuk dipisahkan. Menara distilasi dibagi menjadi dua bagian: menara tekanan tinggi dan menara tekanan rendah. Di menara tekanan tinggi, udara dipisahkan menjadi oksigen mentah dan nitrogen mentah, kemudian oksigen mentah dan nitrogen mentah didistilasi lebih lanjut di menara tekanan rendah untuk menghasilkan oksigen dan nitrogen dengan kemurnian tinggi. Pemisahan nitrogen dan oksigen terutama memanfaatkan perbedaan sifat fisik titik didihnya, sehingga pemisahan yang efisien dapat dicapai di menara distilasi.

5. Proses pemurnian

Oksigen dan nitrogen yang dipisahkan di menara distilasi masih mengandung sedikit pengotor, sehingga perlu dimurnikan lebih lanjut agar memenuhi standar industri dan medis. Kemurnian nitrogen dapat ditingkatkan melalui katalis deoksigenasi hidrogen, sementara kemurnian oksigen dapat dicapai melalui proses distilasi ulang. Untuk meningkatkan kemurnian gas produk, peralatan seperti pemurni nitrogen dan pemurni oksigen biasanya digunakan, yang pada akhirnya menghasilkan produk oksigen dan nitrogen dengan kemurnian tinggi.

6. Aplikasi nitrogen dan oksigen

Nitrogen dan oksigen dengan kemurnian tinggi yang dihasilkan oleh teknologi pemisahan udara kriogenik banyak digunakan di berbagai industri. Nitrogen dengan kemurnian tinggi digunakan dalam industri kimia sebagai gas pelindung dan gas pembawa, dalam industri makanan untuk pengawetan dan pengemasan, sementara oksigen banyak digunakan dalam industri medis dan pengelasan. Dalam industri metalurgi, oksigen juga digunakan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi karbon. Dalam aplikasi ini, kemurnian gas merupakan kunci untuk menentukan penerapannya, dan teknologi pemisahan udara kriogenik telah mendapatkan pengakuan luas atas efisiensi pemisahannya dan hasil dengan kemurnian tinggi.

7. Keuntungan dan tantangan teknologi pemisahan udara kriogenik

Teknologi pemisahan udara kriogenik digemari di sektor industri karena kemurnian dan efisiensinya yang tinggi. Namun, teknologi ini juga menghadapi beberapa tantangan, seperti konsumsi energi yang tinggi dan biaya perawatan peralatan yang tinggi. Untuk mengurangi konsumsi energi, peralatan pemisahan udara kriogenik modern biasanya dilengkapi dengan sistem hemat energi canggih, seperti perangkat pemulihan panas dan sistem pendingin kompresi multi-tahap. Lebih lanjut, penerapan teknologi kontrol otomasi telah meningkatkan efisiensi operasional dan keamanan unit pemisahan udara kriogenik dalam secara signifikan. Melalui optimalisasi teknologi dan penyempurnaan peralatan, efisiensi energi dan stabilitas sistem pemisahan udara kriogenik dalam terus ditingkatkan, yang semakin mendorong penerapannya di berbagai industri.

Pemisahan udara kriogenik dalam saat ini merupakan salah satu metode paling efektif untuk menghasilkan nitrogen dan oksigen dengan kemurnian tinggi. Metode ini secara efektif memisahkan dan memurnikan oksigen dan nitrogen dari udara melalui berbagai tahapan seperti pra-perlakuan udara, kompresi, pendinginan, pencairan, dan distilasi. Meskipun proses pemisahan udara kriogenik dalam membutuhkan konsumsi energi yang tinggi dan peralatan yang kompleks, efek pemisahannya yang efisien dan hasil produk dengan kemurnian tinggi menjadikan teknologi ini sangat diperlukan di berbagai industri.

Anna Telp./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com