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 dalam industri seperti baja, kimia, farmasi, dan elektronik. Seiring dengan meningkatnya permintaan gas, penerapan teknologi pemisahan udara kriogenik dalam juga semakin meluas. Artikel ini akan membahas secara mendalam proses produksi pemisahan udara kriogenik dalam, termasuk prinsip kerja, peralatan utama, langkah-langkah operasi, dan aplikasinya di berbagai industri.

Tinjauan 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 di dalamnya dapat dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Umumnya, unit pemisahan udara kriogenik menggunakan udara sebagai bahan baku dan melalui proses-proses seperti kompresi, pendinginan, dan ekspansi, yang pada akhirnya memisahkan nitrogen, oksigen, dan argon dari udara. Teknologi ini dapat menghasilkan gas dengan kemurnian tinggi dan, dengan mengatur parameter proses secara presisi, memenuhi persyaratan kualitas gas yang ketat 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 mengompresi udara hingga mencapai tekanan tinggi (biasanya 5-6 MPa), pra-pendingin menurunkan suhu udara melalui pendinginan, dan kotak pendingin merupakan bagian inti dari keseluruhan proses pemisahan udara kriogenik, termasuk menara fraksinasi, yang digunakan untuk mencapai pemisahan gas.

Kompresi dan pendinginan udara

Kompresi udara merupakan langkah pertama dalam pemisahan udara kriogenik, yang utamanya bertujuan untuk mengompresi 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 akibat proses kompresi. Oleh karena itu, serangkaian langkah pendinginan harus dilakukan untuk menurunkan suhu udara terkompresi. Metode pendinginan yang 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 pra-pendinginan berikutnya. Tahap pra-pendinginan biasanya menggunakan nitrogen atau nitrogen cair sebagai media pendingin, dan melalui peralatan pertukaran panas, suhu udara terkompresi diturunkan lebih lanjut, mempersiapkan proses kriogenik selanjutnya. Melalui pra-pendinginan, suhu udara dapat diturunkan hingga mendekati suhu pencairan, sehingga menyediakan kondisi yang diperlukan untuk pemisahan komponen-komponen di dalam udara.

Ekspansi suhu rendah dan pemisahan gas

Setelah udara dikompresi dan didinginkan terlebih dahulu, langkah kunci berikutnya adalah ekspansi suhu rendah dan pemisahan gas. Ekspansi suhu rendah dicapai dengan mengekspansi udara terkompresi secara cepat melalui katup ekspansi hingga mencapai 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.

Pada peralatan pemisahan udara kriogenik, udara cair memasuki kotak dingin, di mana menara fraksinasi merupakan bagian kunci untuk pemisahan gas. Prinsip inti menara fraksinasi adalah memanfaatkan perbedaan titik didih berbagai komponen di udara, melalui naik dan turunnya gas di dalam kotak dingin, untuk mencapai pemisahan gas. Titik didih nitrogen adalah -195,8°C, oksigen -183°C, dan argon -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, sementara oksigen cair dan argon dikonsentrasikan di bagian bawah. Untuk meningkatkan efisiensi pemisahan, pendingin dan re-evaporator dapat ditambahkan di dalam menara, yang dapat mengontrol proses pemisahan gas secara lebih presisi.

Nitrogen yang diekstraksi biasanya memiliki kemurnian tinggi (di atas 99,99%), banyak digunakan dalam metalurgi, industri kimia, dan elektronik. Oksigen digunakan dalam industri medis, industri baja, dan industri lain yang membutuhkan konsumsi energi tinggi. Argon, sebagai gas langka, biasanya diekstraksi melalui proses pemisahan gas, dengan kemurnian tinggi dan banyak digunakan dalam pengelasan, peleburan, pemotongan laser, dan berbagai bidang teknologi tinggi lainnya. Sistem kontrol otomatis dapat menyesuaikan berbagai parameter proses sesuai 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. Terlebih lagi, dengan peraturan lingkungan yang semakin ketat, peralatan pemisahan udara kriogenik dalam modern juga semakin 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 berperan 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 dihasilkan oleh pemisahan udara kriogenik dalam digunakan untuk pengendalian atmosfer dalam manufaktur semikonduktor. Dalam industri medis, oksigen dengan kemurnian tinggi sangat penting untuk mendukung pernapasan pasien.

Selain itu, teknologi pemisahan udara kriogenik dalam juga berperan 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, telah diterapkan secara luas di berbagai bidang industri. Seiring kemajuan teknologi, proses pemisahan udara kriogenik dalam akan menjadi lebih cerdas dan hemat energi, sekaligus meningkatkan kemurnian pemisahan gas dan efisiensi produksi. Di masa mendatang, inovasi teknologi pemisahan udara kriogenik dalam hal perlindungan lingkungan dan pemulihan sumber daya juga akan menjadi arah utama pengembangan industri.

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com