HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Teknologi pemisahan udara kriogenik dalam adalah metode yang memisahkan komponen utama (nitrogen, oksigen, dan argon) di udara melalui suhu rendah. Teknologi ini banyak digunakan di berbagai industri seperti baja, kimia, farmasi, dan elektronik. Dengan meningkatnya permintaan gas, penerapan teknologi pemisahan udara kriogenik dalam juga semakin meluas. Artikel ini akan membahas secara menyeluruh proses produksi pemisahan udara kriogenik dalam, termasuk prinsip kerjanya, peralatan utama, langkah-langkah operasi, dan penerapannya di berbagai industri.

Gambaran Umum Teknologi Pemisahan Udara Kriogenik

Prinsip dasar pemisahan udara kriogenik adalah mendinginkan udara hingga suhu yang sangat rendah (umumnya di bawah -150°C), sehingga komponen-komponen dalam udara dapat dipisahkan berdasarkan titik didihnya yang berbeda. Biasanya, unit pemisahan udara kriogenik menggunakan udara sebagai bahan baku dan melalui proses seperti kompresi, pendinginan, dan ekspansi, akhirnya memisahkan nitrogen, oksigen, dan argon dari udara. Teknologi ini dapat menghasilkan gas dengan kemurnian tinggi dan, dengan mengatur parameter proses secara tepat, memenuhi persyaratan ketat untuk kualitas gas di berbagai bidang industri.

Unit pemisahan udara kriogenik dibagi menjadi tiga bagian utama: kompresor udara, pra-pendingin udara, dan kotak pendingin. Kompresor udara digunakan untuk memampatkan udara hingga tekanan tinggi (biasanya 5-6 MPa), pra-pendingin mengurangi suhu udara melalui pendinginan, dan kotak pendingin adalah bagian inti dari seluruh proses pemisahan udara kriogenik, termasuk menara fraksinasi, yang digunakan untuk mencapai pemisahan gas.

Kompresi dan pendinginan udara

Kompresi udara adalah langkah pertama dalam pemisahan udara kriogenik, terutama bertujuan untuk mengompres udara pada tekanan atmosfer ke tekanan yang lebih tinggi (biasanya 5-6 MPa). Setelah udara masuk ke sistem melalui kompresor, suhunya akan meningkat secara signifikan karena proses kompresi. Oleh karena itu, serangkaian langkah pendinginan harus dilakukan untuk mengurangi suhu udara terkompresi. Metode pendinginan umum meliputi pendinginan air dan pendinginan udara, dan efek pendinginan yang baik dapat memastikan bahwa udara terkompresi tidak menimbulkan beban yang tidak perlu pada peralatan selama pemrosesan selanjutnya.

Setelah udara didinginkan terlebih dahulu, udara memasuki tahap pendinginan awal. Tahap pendinginan awal biasanya menggunakan nitrogen atau nitrogen cair sebagai media pendingin, dan melalui peralatan penukar panas, suhu udara terkompresi diturunkan lebih lanjut, mempersiapkan proses kriogenik selanjutnya. Melalui pendinginan awal, suhu udara dapat diturunkan hingga mendekati suhu pencairan, sehingga memberikan kondisi yang diperlukan untuk pemisahan komponen di dalam udara.

Ekspansi suhu rendah dan pemisahan gas

Setelah udara dikompresi dan didinginkan terlebih dahulu, langkah kunci selanjutnya adalah ekspansi suhu rendah dan pemisahan gas. Ekspansi suhu rendah dicapai dengan cepat mengekspansi udara terkompresi melalui katup ekspansi hingga tekanan normal. Selama proses ekspansi, suhu udara akan turun secara signifikan, mencapai suhu pencairan. Nitrogen dan oksigen di udara akan mulai mencair pada suhu yang berbeda karena perbedaan titik didihnya.

Dalam peralatan pemisahan udara kriogenik, udara cair masuk ke dalam kotak pendingin, di mana menara fraksinasi merupakan bagian kunci untuk pemisahan gas. Prinsip inti dari menara fraksinasi adalah memanfaatkan perbedaan titik didih komponen yang berbeda dalam udara, melalui gas yang naik dan turun di dalam kotak pendingin, untuk mencapai pemisahan gas. Titik didih nitrogen adalah -195,8°C, oksigen adalah -183°C, dan argon adalah -185,7°C. Dengan menyesuaikan suhu dan tekanan di dalam menara, pemisahan gas yang efisien dapat dicapai.

Proses pemisahan gas di menara fraksinasi sangat presisi. Biasanya, sistem menara fraksinasi dua tahap digunakan untuk mengekstrak nitrogen, oksigen, dan argon. Pertama, nitrogen dipisahkan di bagian atas menara fraksinasi, sedangkan oksigen cair dan argon dikonsentrasikan di bagian bawah. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan, pendingin dan penguap ulang dapat ditambahkan di menara, yang dapat lebih mengontrol proses pemisahan gas secara presisi.

Nitrogen yang diekstraksi biasanya memiliki kemurnian tinggi (di atas 99,99%), dan banyak digunakan dalam metalurgi, industri kimia, dan elektronik. Oksigen digunakan dalam bidang medis, industri baja, dan industri lain yang membutuhkan oksigen dan mengonsumsi energi tinggi. Argon, sebagai gas langka, biasanya diekstraksi melalui proses pemisahan gas, dengan kemurnian tinggi dan banyak digunakan dalam pengelasan, peleburan, dan pemotongan laser, di antara bidang teknologi tinggi lainnya. Sistem kontrol otomatis dapat menyesuaikan berbagai parameter proses sesuai dengan kebutuhan aktual, mengoptimalkan efisiensi produksi, dan mengurangi konsumsi energi.

Selain itu, optimalisasi sistem pemisahan udara kriogenik dalam juga mencakup teknologi penghematan energi dan pengendalian emisi. Misalnya, dengan memulihkan energi suhu rendah dalam sistem, pemborosan energi dapat dikurangi dan efisiensi pemanfaatan energi secara keseluruhan dapat ditingkatkan. Lebih jauh lagi, dengan peraturan lingkungan yang semakin ketat, peralatan pemisahan udara kriogenik dalam modern juga lebih memperhatikan pengurangan emisi gas berbahaya dan peningkatan keramahan lingkungan dari proses produksi.

Aplikasi pemisahan udara kriogenik dalam

Teknologi pemisahan udara kriogenik dalam tidak hanya memiliki aplikasi penting dalam produksi gas industri, tetapi juga memainkan peran penting di berbagai bidang. Dalam industri baja, pupuk, dan petrokimia, teknologi pemisahan udara kriogenik dalam digunakan untuk menyediakan gas dengan kemurnian tinggi seperti oksigen dan nitrogen, sehingga memastikan proses produksi yang efisien. Dalam industri elektronik, nitrogen yang disediakan oleh pemisahan udara kriogenik dalam digunakan untuk pengendalian atmosfer dalam pembuatan semikonduktor. Dalam industri medis, oksigen dengan kemurnian tinggi sangat penting untuk mendukung pernapasan pasien.

Selain itu, teknologi pemisahan udara kriogenik dalam juga memainkan peran penting dalam penyimpanan dan pengangkutan oksigen cair dan nitrogen cair. Dalam situasi di mana gas bertekanan tinggi tidak dapat diangkut, oksigen cair dan nitrogen cair dapat secara efektif mengurangi volume dan menurunkan biaya pengangkutan.

Kesimpulan

Teknologi pemisahan udara kriogenik dalam, dengan kemampuan pemisahan gas yang efisien dan presisi, banyak diterapkan di berbagai bidang industri. Dengan kemajuan teknologi, proses pemisahan udara kriogenik dalam akan menjadi lebih cerdas dan hemat energi, sekaligus meningkatkan kemurnian pemisahan gas dan efisiensi produksi. Di masa depan, inovasi teknologi pemisahan udara kriogenik dalam dari segi perlindungan lingkungan dan pemulihan sumber daya juga akan menjadi arah utama pengembangan industri.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com