Documento sobre tecnología de separación de aire, parte 2
Aplicación de la tecnología criogénica en el diseño de equipos de separación de aire
Resumen: Con el rápido desarrollo de la economía nacional y la desarrollo de la ciencia y la tecnología Con la mejora continua del nivel, continúan apareciendo varios equipos nuevos de separación de aire. Como la tecnología más temprana en tecnología de separación de aire, la tecnología criogénica se ha utilizado ampliamente en su desarrollo. El artículo analiza y explora principalmente brevemente el concepto de tecnología criogénica, el significado de equipos de separación de aire y la aplicación de la tecnología criogénica en el diseño de equipos de separación de aire.
Palabras clave: tecnología criogénica; equipo de separación de aire; diseño; concepto
Número de clasificación CLC: TQ116.11 Código de identificación del documento: A Número de artículo: 1006-8937(2014)23 -0063-02
La tecnología de separación de aire se originó a partir del primer conjunto de equipos de licuefacción de aire y equipos de separación de aire de 10 m3/h (oxígeno) creados por el profesor Carl Linde de Alemania en 1985 y 1903. En sus más de 100 años de desarrollo, con el desarrollo continuo de nuevas tecnologías, los equipos y la tecnología de separación de aire se han desarrollado enormemente. La tecnología de separación criogénica es la primera tecnología en separación de aire, a través de la investigación e innovación continuas, se ha vuelto más madura en la práctica de producción industrial. y actualización de equipos, y también se ha ampliado su ámbito de aplicación en el desarrollo de la economía nacional.
1 El concepto de tecnología criogénica
La tecnología criogénica se refiere al uso de un medio refrigerante como medio de enfriamiento para continuar el proceso de enfriamiento de materiales metálicos templados hasta una temperatura muy por debajo de la temperatura ambiente A. cierta temperatura (-196 ℃), logrando así el propósito de transmitir el rendimiento de los materiales metálicos. En los últimos años, con el desarrollo continuo del diseño de equipos de separación de aire, la tecnología criogénica, como nueva tecnología de proceso para mejorar el rendimiento de las piezas metálicas, es la tecnología más eficaz, económica y práctica en esta etapa.
Durante el procesamiento criogénico, una gran cantidad de austenita restante en el metal se transforma en forma de martensita, especialmente la sobresaturación de martensita metaestable en el proceso de -196 ℃ a temperatura ambiente disminuirá y precipitará. y se dispersan, y los carburos ultrafinos mantienen una relación de red perfecta con la matriz. La corriente es de solo 20 a 60 A. La aparición de este fenómeno puede reducir la distorsión de la red de martensita y reducir la tensión microscópica durante la deformación plástica del material. Los carburos dispersos pueden dificultar el movimiento de las dislocaciones y, por lo tanto, fortalecer la estructura de la matriz. Al mismo tiempo, después de precipitar las partículas de carburo ultrafinas, deben distribuirse uniformemente en la matriz de martensita para debilitar eficazmente la fragilidad de los límites de grano. El refinamiento de la estructura de la matriz no solo puede reducir eficazmente el grado de segregación de elementos de impureza en los límites de grano. Debilitado, también puede aprovechar al máximo el papel de fortalecimiento de los límites del grano, mejorando así en gran medida el rendimiento de la herramienta y el molde, aumentando su dureza, tenacidad al impacto y resistencia al desgaste. La aplicación de la tecnología criogénica no solo se refleja en la superficie de trabajo, sino que también penetra en el interior de la pieza de trabajo, mostrando un efecto holístico. En base a esto, la pieza de trabajo se puede volver a moldear y utilizar varias veces. En términos de piezas de trabajo, la aplicación de tecnología criogénica también puede reducir eficazmente la tensión de enfriamiento y mejorar la estabilidad dimensional.
2 El significado de los equipos de separación de aire
Con el rápido desarrollo de la economía social y el progreso continuo de la ciencia y la tecnología, en el desarrollo de la investigación de separación de aire y otras industrias, sus equipos El desarrollo ha demostrado que con la tendencia a gran escala, los requisitos para soportar equipos de separación de aire también son cada vez mayores. En esta etapa, en el desarrollo independiente de equipos de separación de aire, el nivel de mi país ha alcanzado los 60.000 niveles, lo que está muy cerca del nivel avanzado del mundo. En 2002, el equipo de separación de aire doméstico de grado 30.000 de Hangyang se puso en funcionamiento con éxito en Baosteel Group, lo que mejoró en gran medida la competitividad de los equipos de separación de aire de mi país e impulsó a los equipos de separación de aire nacionales a gran escala a ocupar con éxito el mercado interno a gran escala. .
3 Aplicación de la tecnología criogénica en el diseño de equipos de separación de aire
El proceso de separación criogénica de aire utiliza destilación a baja temperatura en múltiples torres para producir sulfato de alta pureza a partir de aire comprimido. , nitrógeno y otros productos. En la actualidad, existen dos formas principales de diseño de equipos de separación de aire. La primera es el equipo de separación de aire a temperatura normal. Este equipo funciona principalmente a temperatura normal y a temperatura no baja. Este equipo de separación de aire a temperatura normal se puede dividir en dos tipos. Dos formas diferentes: separación por adsorción por oscilación de presión y separación por membrana. Lo que se analizará aquí es otra forma de diseño de equipos de separación de aire, la separación de aire criogénica. Este equipo se utiliza principalmente cuando la temperatura es muy baja.
En la década de 1950, para mejorar las capacidades de defensa nacional de mi país y satisfacer las necesidades de defensa nacional, nuestra tecnología y equipos de separación criogénica de aire fueron importados e imitados de la Unión Soviética. La empresa imitadora en ese momento era Hangzhou Iron Works. Hacia 1953, nuestro país copió con éxito sus propios equipos criogénicos de separación de aire. Hasta el día de hoy, la tecnología de separación de aire y el nivel de fabricación de equipos de mi país se han desarrollado enormemente y están contribuyendo al crecimiento de la economía nacional. En la actualidad, la tecnología de separación de aire criogénica se utiliza principalmente en los siguientes aspectos.
3.1 Componente de purificación de aire comprimido
Los componentes principales del componente de purificación de aire comprimido incluyen un eliminador de aceite de alta eficiencia, un secador frigorífico, un filtro de precisión y un filtro móvil. Primero, el aire debe comprimirse en el compresor de aire y luego operarse en el tanque de compensación de aire. Luego, la mayoría de las impurezas se eliminan de manera efectiva a través del removedor de aceite de alta eficiencia. Las impurezas incluyen principalmente aceite, agua, polvo, etc. , y el agua se elimina aún más durante la eliminación adicional. Se puede utilizar un secador frigorífico para eliminar el aceite y el polvo nuevamente, y finalmente se puede utilizar un filtro de carbón activado para una eliminación más profunda del aceite.
3.2 Tanque de compensación de aire
Los componentes principales del conjunto del tanque de compensación de aire son el tanque de compensación de aire y el instrumento de válvula adjunto. La función principal del tanque de compensación de aire en el diseño de equipos de separación de aire es la amortiguación, que puede reducir eficazmente las pulsaciones del flujo de aire. Esto, a su vez, reduce las fluctuaciones de presión del sistema, permitiendo que el aire comprimido pase suavemente a través del componente de purificación de aire comprimido, eliminando eficazmente el polvo, el agua y otras impurezas en la máxima medida posible. Al mismo tiempo, durante el proceso de cambio del trabajo de la torre de adsorción, también puede ayudar al sistema de separación de oxígeno y nitrógeno a obtener una gran cantidad de aire comprimido requerido en muy poco tiempo. La aplicación de esta tecnología puede ayudar. La presión en la torre de adsorción aumenta rápidamente y alcanza la presión de trabajo, también puede garantizar la confiabilidad y estabilidad del funcionamiento de los equipos mecánicos.
3.3 Sistema de separación de oxígeno y nitrógeno
Los principales componentes del sistema de separación de oxígeno y nitrógeno incluyen torre de adsorción, dispositivo de compresión, válvulas auxiliares e instrumentación y aparatos eléctricos. Se selecciona la torre de adsorción en el diseño de la estructura del lecho compuesto, que se divide principalmente en dos torres: Torre A y Torre B. El tamiz molecular de carbono importado se llena en la torre (para mejorar la uniformidad del llenado del tamiz molecular de carbono, el Se puede utilizar el método de llenado por vibración de estiramiento y torsión) operar). El aire comprimido limpio primero debe fluir desde la entrada de la torre A hasta la salida bajo la acción de tamices moleculares de carbono. En este momento, los componentes principales absorbidos por él son oxígeno, dióxido de carbono y agua, y solo el nitrógeno producto fluye por la salida. de la torre de adsorción. A medida que pasa el tiempo, cuando la adsorción del tamiz molecular de carbono en la Torre A alcanza la saturación, la adsorción se detendrá automáticamente. El aire comprimido limpio fluirá hacia la Torre B para absorber oxígeno y producir nitrógeno, y regenerar el tamiz molecular en la Torre A. La regeneración del tamiz molecular se logra bajando rápidamente la torre de adsorción a la presión normal para liberar el oxígeno y el dióxido de carbono desorbidos al agua. Al regenerar las torres de adsorción alternas de las Torres A y B, no solo se puede completar la separación de oxígeno y nitrógeno, sino también generar nitrógeno continuamente.
3.4 Sistema amortiguador de oxígeno y nitrógeno
Los componentes principales del sistema amortiguador de oxígeno y nitrógeno incluyen tanques amortiguadores de nitrógeno, filtros de precisión, medidores de flujo, válvulas reguladoras de presión, componentes de ventilación, etc. Tampón de nitrógeno El tanque se utiliza principalmente para equilibrar la presión y la pureza del nitrógeno separado en el sistema de separación de nitrógeno y oxígeno para garantizar la estabilidad del nitrógeno y garantizar un suministro continuo. Al mismo tiempo, después de cambiar la torre de adsorción, parte del propio gas se recarga en la torre de adsorción. Este método puede aumentar efectivamente la presión de la torre de adsorción y proteger eficazmente el lecho. El equipo de separación de aire también puede desempeñar un gran papel protector. al trabajar. Finalmente se vuelve a filtrar, utilizando principalmente filtros de precisión para asegurar al máximo la calidad del nitrógeno.
Como método tradicional de producción de nitrógeno, la producción de nitrógeno por separación criogénica del aire se ha desarrollado durante décadas. Este método utiliza principalmente aire como materia prima. Para licuar el aire y convertirlo en aire líquido, debe comprimirse, purificarse e intercambiarse calor estrictamente. La mezcla principal de aire líquido se divide en dos partes: oxígeno líquido y nitrógeno líquido. El aire líquido se destila a través de sus diferentes puntos de ebullición para separar eficazmente los dos y obtener nitrógeno. Los equipos y procesos de producción de nitrógeno de separación criogénica de aire son muy complicados en toda la operación de trabajo, requieren una gran superficie de terreno, altos costos de infraestructura y una generación de gas muy lenta durante el proceso de instalación, tienen altos requisitos y mucho tiempo. ciclo de trabajo.
Un análisis exhaustivo de factores como el equipo de separación de aire criogénico, la instalación y la construcción básica muestra que cuando el equipo es inferior a 3 500 N m3/h, el dispositivo PSA con las mismas especificaciones tiene un costo de inversión mayor que el dispositivo de separación de aire criogénico. . Entre un 20% y un 50% menos. En términos de adaptabilidad económica, el equipo criogénico de producción de nitrógeno con separación de aire no es adecuado para la producción industrial de nitrógeno a mediana y pequeña escala, pero es principalmente adecuado para la producción industrial de nitrógeno a mayor escala.
4 Conclusión
En resumen, con la mejora continua del nivel de ciencia y tecnología, los equipos y la tecnología de separación de aire de mi país se están desarrollando cada vez más hacia la especialización y la escala a gran escala. está avanzando. La tecnología criogénica es la tecnología de separación más importante para la separación de aire. Con el fin de garantizar el máximo beneficio de la empresa, la tarea principal de la separación de aire es reducir eficazmente el consumo de energía de la tecnología criogénica.
Referencias:
[1] Ye Binan. Aplicación de nuevas tecnologías en Hangzhou Oxygen para desarrollar una serie de nuevos productos [J]. /p>
[2] Jiang Runmin. Diseño modular y fabricación de equipos de separación de aire y equipos de licuación criogénica [J]. Tecnología criogénica, 1997, (4).
[3] Helmut Springmann, Mao Jie. Estado actual y perspectivas de los equipos de separación de aire [J]. Tecnología criogénica, 1974, (3).
Las personas que leen el "Documento sobre tecnología de separación de aire" también leen:
p>
1. Documento sobre tecnología de separación química
2. Documento sobre tecnología de control de la contaminación del aire
3. Documento técnico sobre empresas químicas de 3000 palabras
4. Papel sobre tecnología de separación de la industria química (2)
5. Papel sobre tecnología de metales 2000 palabras