واحد جداسازی هوا (Air Separation Unit) فرآیندی است که در آن گازهای تشکیل‌دهنده هوا به‌طور مؤثر از یکدیگر تفکیک می‌شوند. با توجه به اجزای اصلی آن، هوا به عنوان منبعی مناسب برای تولید صنعتی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و سایر گازهای نجیب شناخته می‌شود.
اگرچه روش‌های غیرتبریدی مانند جذب سطحی، فرآیندهای شیمیایی و جداسازی غشایی نیز برای تفکیک هوا وجود دارند، اما در صنعت، برای تولید اکسیژن، نیتروژن و آرگون با حجم و خلوص بالا، روش‌های کریوژنیک (تبریدی) به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.
فرایند کرایوژنیک
واژه “کرایوژنیک” به طور کلی به شاخه‌ای از علم و فناوری اطلاق می‌شود که به تولید دماهای پایین اختصاص دارد. فرآیند جداسازی هوا به روش کرایوژنیک یا سرمایشی، برای تولید اکسیژن و نیتروژن خالص به شکل گازی و یا به صورت مایع (اکسیژن، نیتروژن و آرگون) از طریق فشرده‌سازی داخلی به کار می‌رود. واحدهای جداسازی هوا بسته به نیاز، به منظور تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون طراحی و ساخته می‌شوند.
هرچه تعداد اجزای تولیدی در این واحدها افزایش یابد، به همان نسبت تعداد برج‌های لازم برای جداسازی این اجزا نیز بیشتر خواهد شد.
واحدهای تولید نیتروژن معمولاً دارای یک برج تقطیر از نوع Rectifier هستند. این نوع برج‌ها فاقد ریبویلر یا جوش‌آور بوده و خوراک به شکل گاز از پایین به داخل برج تزریق می‌شود، در حالی که نیتروژن خالص به صورت مایع و گاز از بالای برج خارج می‌گردد.
واحدهای تولید اکسیژن و آرگون به ترتیب دارای دو و چهار برج تقطیر هستند. به دلیل دماهای بسیار پایین در واحدهای جداسازی هوا، تمامی ساختار این واحدها در یک محفظه کاملاً عایق شده قرار می‌گیرد تا از اتلاف حرارت جلوگیری شود. این محفظه به عنوان “محفظه سرد” یا Cold Box شناخته می‌شود.
مخازن نگهداری نیتروژن، اکسیژن و آرگون مایع
پس از تولید گاز مایع به روش کرایوژنیک، ذخیره‌سازی این گازها تحت شرایط خاص امری ضروری است تا در زمان نیاز بتوان به آسانی از آن‌ها استفاده کرد. مخازن نگهداری نیتروژن، اکسیژن و آرگون مایع به عنوان مخازن کرایوژنیک شناخته می‌شوند که قابلیت نگهداری مواد در دماهای بسیار پایین را دارند. این مخازن دارای ساختاری دو جداره هستند که محفظه میانی آن‌ها با عایق‌های حرارتی بسیار باکیفیت پر شده است.
علاوه بر این، محفظه میانی این مخازن دارای خلأ نسبی است که به کاهش اتلاف حرارت از داخل محفظه به محیط پیرامون کمک میکند. این ویژگی‌ها موجب می‌شود که کارایی نگهداری این گازهای مایع به حداکثر برسد.
این مخازن می‌توانند تا ظرفیت 300 مترمکعب تولید شوند و به هیرکان کمپرسور این امکان را می‌دهند که راه‌حل‌های مناسبی برای ذخیره‌سازی و انتقال گازهای کریوژنیک ارائه دهد.
تبخیر کننده‌ها
علاوه بر تجهیزات اشاره‌شده، برای تبدیل نیتروژن مایع به گاز از تجهیزاتی به نام تبخیرکننده استفاده می‌شود. این تجهیزات با گرم کردن نیتروژن مایع، آن را به حالت گاز در می‌آورند و برای استفاده در واحدهای مختلف آماده می‌کنند. تبخیرکننده‌ها بسته به نوع منبع حرارتی که دارند، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.
اگر منبع گرمایی تبخیرکننده، هوای محیط باشد، نیتروژن یا اکسیژن مایع با هوای محیط تبادل حرارتی کرده و به گاز تبدیل می‌شود.
این نوع از تبخیرکننده‌ها به نام تبخیرکننده‌های اتمسفریک شناخته می‌شوند. دسته دیگر تبخیرکننده‌ها از بخار آب برای تأمین حرارت مورد نیاز جهت تبخیر مایع کرایوژنیک و گرم کردن آن استفاده می‌کنند. این نوع تبخیرکننده‌ها به تبخیرکننده‌های بخار آب معروف هستند و قادرند دمای نیتروژن گازی را حتی بالاتر از دمای محیط افزایش دهند.
ویژگی‌های روش کرایوژنیک
روش کرایوژنیک برای تولید نیتروژن و سایر گازها دارای ویژگی‌های برجسته‌ای است که آن را به یک روش محبوب و مورد توجه در صنایع مختلف تبدیل کرده است. برخی از ویژگی‌های کلیدی این روش به شرح زیر است:
خلوص بالا
گازهای تولید شده به روش کرایوژنیک از خلوص بسیار بالایی برخوردارند. این ویژگی به ویژه در صنایعی نظیر الکترونیک، داروسازی، نفت و گاز و صنایع غذایی اهمیت زیادی دارد، زیرا در این صنایع نیاز به گازهایی با کیفیت عالی و خلوص بالا وجود دارد.
کنترل دقیق
روش کرایوژنیک این امکان را فراهم می‌آورد که تولید نیتروژن و سایر گازها به‌طور دقیق کنترل شود. این ویژگی به صنایع کمک میکند تا به سرعت میزان تولید را تنظیم کرده و به نیازهای خود پاسخ دهند.
صرفه‌جویی در هزینه‌ها
این روش از نظر اقتصادی بهینه است. در مقایسه با روش‌های دیگر مانند تقطیر جزئی یا جذب غشایی، هزینه‌های کمتری دارد که به صنایع اجازه می‌دهد هزینه‌های تولید را کاهش دهند.
ایمنی و پایداری
روش کرایوژنیک به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی خطرناک و فرآیندهای پیچیده، به عنوان یک روش ایمن و پایدار شناخته می‌شود. همچنین، این روش به لحاظ زیست‌محیطی سازگارتر است و به حفظ محیط زیست کمک میکند.
کاربردهای گسترده
نیتروژن و سایر گازهای تولید شده به روش کرایوژنیک در صنایع متنوعی از جمله صنایع فلزی، نفت، گاز و پتروشیمی، الکترونیک، غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نیتروژن به عنوان یک گاز فرآوری‌نشده در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نقش حیاتی دارد. به دلیل این ویژگی‌ها، روش کرایوژنیک به عنوان یکی از روش‌های معتبر و مؤثر در تولید نیتروژن و گازهای دیگر در صنایع مختلف شناخته می‌شود.
شرکت هیرکان کمپرسور با بهره‌مندی از تیمی متخصص در طراحی، مهندسی و ساخت واحدهای کرایوژنیک تحت لیسانس برندهای معتبر، قادر است واحدهای مختلف جداسازی هوا را برای تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون با غلظت‌های متفاوت طراحی، تولید و تأمین نماید.
سوالات متداول
فرایند جداسازی هوا چگونه فرایندی است؟
واحد جداسازی هوا (Air Separation Unit) فرآیندی است که در آن گازهای موجود در هوا به صورت مؤثر از یکدیگر تفکیک می‌شوند. با توجه به ترکیب عناصر اصلی موجود در آن، هوا به عنوان منبعی مناسب برای تولید صنعتی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و سایر گازهای نجیب شناخته می‌شود. در حالی که روش‌های غیرتبریدی مانند جذب سطحی، فرآیندهای شیمیایی و جداسازی غشایی برای جداسازی هوا وجود دارند، در صنعت، برای تولید اکسیژن، نیتروژن و آرگون با حجم و خلوص بالا، روش‌های کرایوژنیک (تبریدی) به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این روش به دلیل کارایی بالا و توانایی تولید گازهای خالص در مقادیر زیاد، به یکی از راهکارهای اصلی در صنایع مختلف تبدیل شده است.
جداسازی هوا به روش کرایوژنیک چگونه فرایندی است؟
واژه “کرایوژنیک” به طور کلی به حوزه‌ای از علم و فناوری اشاره دارد که به تولید دماهای بسیار پایین می‌پردازد. فرآیند جداسازی هوا به روش کرایوژنیک یا سرمایشی، برای تولید اکسیژن و نیتروژن خالص به شکل گازی و همچنین به صورت مایع (اکسیژن، نیتروژن و آرگون) از طریق فشرده‌سازی داخلی به کار می‌رود.
این واحدها بسته به نیاز صنعت، به منظور تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون طراحی و ساخته می‌شوند. با افزایش تعداد اجزای تولید شده در این واحدها، تعداد برج‌های مورد نیاز برای جداسازی این اجزا نیز به همان نسبت افزایش می‌یابد.
در وب‌سایت هیرکان کمپرسور، ما مفتخریم که به شما اطلاعاتی جامع و تخصصی در زمینه کمپرسورها ارائه دهیم. اینجا جایی است که می‌توانید با جدیدترین مقالات، راهنماها و نکات فنی در این صنعت آشنا شوید و به درک بهتری از انواع کمپرسورها و کاربردهای آن‌ها برسید.
ما در هیرکان کمپرسور به عنوان متخصصان تولید و تعمیر کمپرسور، به اهمیت به‌روز بودن اطلاعات در این حوزه واقف هستیم. در بخش مقالات، ما به بررسی انواع کمپرسورها، نحوه عملکرد و کاربردهای آن‌ها پرداخته‌ایم. هدف ما این است که با ارائه اطلاعات دقیق و کاربردی، به شما در تصمیم‌گیری‌های بهتر کمک کنیم و شما را در استفاده بهینه از این دستگاه‌ها یاری دهیم.
مقالات ما به موضوعات گوناگونی اختصاص دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
تیم ما متشکل از کارشناسان با تجربه در زمینه تولید و تعمیر انواع کمپرسور است. تمامی مقالات بر اساس تحقیقات و بررسی‌های دقیق و مستند نوشته شده‌اند تا شما بتوانید به اطلاعاتی معتبر و علمی دسترسی پیدا کنید. ما می‌خواهیم که شما با اطمینان تصمیم بگیرید و از تجربیات ما بهره‌مند شوید.
ما تلاش کرده‌ایم تا مقالات را به گونه‌ای دسته‌بندی کنیم که شما به راحتی بتوانید به اطلاعات مورد نیاز خود دسترسی پیدا کنید. از طریق جستجوی ساده یا مرور دسته‌بندی‌ها، می‌توانید به سادگی به مقالات مورد نظر خود برسید و از آن‌ها بهره‌برداری کنید.
ما همواره در تلاشیم تا محتوای خود را به‌روز نگه داریم و به سوالات شما پاسخ دهیم. اگر نظری دارید یا سوالی برایتان پیش آمده است، خوشحال می‌شویم که با ما در ارتباط باشید. هدف ما کمک به شما در درک بهتر کمپرسورها و استفاده بهینه از آن‌هاست و ما در این مسیر، همیشه در کنار شما خواهیم بود.
در نهایت، ما در هیرکان کمپرسور به ارائه بهترین و جامع‌ترین اطلاعات در زمینه کمپرسورها متعهد هستیم. با ما همراه باشید و از مقالات تخصصی ما بهره‌مند شوید. با مطالعه این مقالات، می‌توانید دانش خود را در این حوزه افزایش دهید و به انتخاب‌های بهتری دست یابید. ما در کنار شما هستیم تا شما را در این مسیر راهنمایی کنیم.