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 yang memisahkan komponen utama udara dengan menurunkan suhunya. Udara terutama terdiri dari nitrogen, oksigen, dan sejumlah kecil argon. Dengan mengompresi dan mendinginkan udara hingga suhu yang sangat rendah, udara dicairkan, dan kemudian perbedaan titik didih masing-masing gas dimanfaatkan untuk distilasi guna memisahkan nitrogen dan oksigen. Titik didih nitrogen adalah -195,8℃, dan oksigen adalah -183℃, 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 pertama yang sangat penting. Udara mengandung pengotor seperti debu, karbon dioksida, dan uap air, yang akan membeku dalam lingkungan suhu rendah, menyebabkan penyumbatan peralatan. Oleh karena itu, udara terlebih dahulu menjalani langkah-langkah penyaringan, kompresi, dan pengeringan untuk menghilangkan pengotor dan uap air. Biasanya, pengering dan adsorber 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 yang telah dimurnikan perlu dikompresi, biasanya melalui beberapa kompresor untuk meningkatkan tekanan udara hingga 5-6 megapaskal. 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 bahwa udara dapat dicairkan dalam kondisi suhu rendah, sehingga memberikan kondisi untuk pemisahan distilasi selanjutnya.

4. Pencairan dan distilasi udara

Di menara pemisahan kriogenik, udara terkompresi dan didinginkan lebih lanjut hingga menjadi cairan. Udara cair kemudian 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 tersebut didistilasi lebih lanjut di menara tekanan rendah untuk mendapatkan 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 untuk memenuhi standar industri dan medis. Kemurnian nitrogen dapat ditingkatkan melalui katalis deoksigenasi hidrogen, sedangkan kemurnian oksigen dapat dicapai melalui proses redistilasi. Untuk meningkatkan kemurnian gas produk, biasanya digunakan peralatan seperti pemurni nitrogen dan pemurni oksigen, 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, dan 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 adalah kunci untuk menentukan penerapannya, dan teknologi pemisahan udara kriogenik telah mendapatkan pengakuan luas karena pemisahannya yang efisien dan hasil kemurniannya yang tinggi.

7. Keunggulan dan tantangan teknologi pemisahan udara kriogenik

Teknologi pemisahan udara kriogenik banyak diminati 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 pendinginan kompresi multi-tahap. Selain itu, penerapan teknologi kontrol otomatisasi telah secara signifikan meningkatkan efisiensi operasional dan keamanan unit pemisahan udara kriogenik. Melalui optimasi teknologi dan peningkatan peralatan, efisiensi energi dan stabilitas sistem pemisahan udara kriogenik terus ditingkatkan, sehingga 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 beberapa tahapan seperti pra-perlakuan udara, kompresi, pendinginan, pencairan, dan distilasi. Meskipun proses pemisahan udara kriogenik dalam memiliki konsumsi energi yang tinggi dan peralatan yang kompleks, efek pemisahan 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