CÔNG TY TNHH TẬP ĐOÀN CÔNG NGHỆ HANGZHOU NUZHUO

Tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu là một quy trình tách oxy, nitơ và các khí khác khỏi không khí bằng công nghệ nhiệt độ thấp. Là một phương pháp sản xuất khí công nghiệp tiên tiến, tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như luyện kim, hóa chất và điện tử. Thiết kế thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu hoàn chỉnh không chỉ đòi hỏi độ chính xác về kỹ thuật mà còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp và yêu cầu của khách hàng để đảm bảo hoạt động ổn định và lợi ích kinh tế. Bài viết này sẽ thảo luận về các yêu cầu thiết kế của thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu hoàn chỉnh, bao gồm các yếu tố thiết kế cốt lõi, các điểm kỹ thuật và các biện pháp phòng ngừa trong ứng dụng thực tế.

1. Thiết kế các yêu cầu cơ bản
Khi thiết kế thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu hoàn chỉnh, các yêu cầu cơ bản đầu tiên cần xác định bao gồm công suất sản xuất, điều kiện không khí đầu vào, độ tinh khiết và số lượng sản phẩm, v.v. Tùy thuộc vào các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, công suất sản xuất của thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu hoàn chỉnh rất khác nhau, thường dao động từ hàng trăm đến hàng nghìn mét khối mỗi giờ. Ngoài ra, các tạp chất trong không khí đầu vào, chẳng hạn như hơi ẩm và carbon dioxide, cần được loại bỏ thông qua giai đoạn tiền xử lý để đảm bảo thiết bị có thể thực hiện các hoạt động đông lạnh sâu trong điều kiện ổn định và không bị nhiễu loạn. Do đó, thiết kế hệ thống tiền xử lý cần phải xem xét đầy đủ mức độ ô nhiễm của không khí tại địa phương và môi trường hoạt động của thiết bị.
2. Các yếu tố cần xem xét khi thiết kế hệ thống
Quá trình thiết kế thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp bao gồm nhiều hệ thống then chốt, bao gồm hệ thống nén, hệ thống trao đổi nhiệt, hệ thống tháp tách và hệ thống chưng cất. Thiết kế hệ thống nén cần đảm bảo cung cấp khí áp suất cao hiệu quả và đáng tin cậy, phù hợp cho quá trình tách ở nhiệt độ cực thấp. Bộ trao đổi nhiệt là thành phần cốt lõi đảm bảo thực hiện quá trình ở nhiệt độ cực thấp, đòi hỏi hiệu suất nhiệt cao. Thông thường, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm cánh được sử dụng để đảm bảo truyền nhiệt hiệu quả và dòng khí đồng đều. Đồng thời, thiết kế tháp tách và hệ thống chưng cất cần đáp ứng yêu cầu về độ tinh khiết của khí sản phẩm, do đó việc lựa chọn vật liệu đóng gói, khay và tối ưu hóa các điều kiện của quá trình chưng cất cũng đặc biệt quan trọng. Trong tháp chưng cất, các thành phần khí khác nhau được tách hiệu quả thông qua quá trình trao đổi nhiệt và ngưng tụ bay hơi lặp đi lặp lại, tạo thành khí oxy, nitơ hoặc argon có độ tinh khiết cao.
3. Hệ thống tự động hóa và điều khiển
Điều khiển tự động là một phần không thể thiếu trong thiết kế hệ thống tách khí ở nhiệt độ cực thấp. Thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp hiện đại thường tích hợp hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động để đạt được sự kiểm soát chính xác các thông số như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng. Điều này không chỉ giảm đáng kể độ khó vận hành mà còn cải thiện độ an toàn và ổn định của hệ thống. Hệ thống điều khiển quy trình thường bao gồm PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) và DCS (Hệ thống điều khiển phân tán), thu thập các thông số chính trong thời gian thực để điều khiển và tối ưu hóa, đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị trong các điều kiện tải khác nhau. Để đối phó với các trường hợp khẩn cấp, hệ thống điều khiển cũng cần có khả năng chẩn đoán lỗi, có khả năng phát hiện kịp thời các sự cố tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp tương ứng.

4. Cân nhắc về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường
Tiết kiệm năng lượng là một yếu tố quan trọng trong thiết kế thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu. Thiết kế hiệu quả máy nén và bộ trao đổi nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, thu hồi nhiệt thải là một biện pháp tiết kiệm năng lượng phổ biến, có thể tận dụng nhiệt thải từ quá trình làm lạnh để cung cấp năng lượng hỗ trợ cho các quá trình khác, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể. Về bảo vệ môi trường, thiết kế tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu cần xem xét đầy đủ các vấn đề ô nhiễm môi trường tiềm ẩn trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như ô nhiễm tiếng ồn và khí thải. Trong giai đoạn thiết kế, cần bổ sung các biện pháp cách âm và kế hoạch xử lý khí thải phù hợp để đáp ứng các quy định và tiêu chuẩn bảo vệ môi trường có liên quan.
5. Hiệu quả chi phí và lựa chọn thiết bị
Đánh giá hiệu quả chi phí của thiết bị tách khí bằng phương pháp đông lạnh sâu hoàn chỉnh ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế và lựa chọn thiết bị. Trên cơ sở đáp ứng yêu cầu sản xuất, việc lựa chọn và quy mô thiết bị cần phải ở mức thấp nhất có thể về chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo, hiệu suất trao đổi nhiệt, loại máy nén và lựa chọn quy trình đều là những yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả chi phí. Lựa chọn thiết bị phù hợp không chỉ giảm chi phí đầu tư ban đầu mà còn giảm chi phí bảo trì và vận hành về lâu dài một cách hiệu quả, từ đó đạt được lợi nhuận kinh tế cao hơn trong quá trình sản xuất.
6. Lắp đặt và vận hành thử tại công trường
Thiết kế thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp hoàn chỉnh không chỉ giới hạn ở giai đoạn vẽ bản vẽ; nó còn cần xem xét các yêu cầu về lắp đặt và vận hành tại công trường. Trong giai đoạn lắp đặt, cần đảm bảo sự căn chỉnh chính xác của từng bộ phận để tránh rò rỉ tại các mối nối đường ống. Trong quá trình vận hành thử, cần kiểm tra toàn diện tình trạng hoạt động của từng hệ thống để đảm bảo thiết bị hoạt động ở điều kiện tối ưu. Do tính phức tạp của thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp, việc vận hành thử thường được thực hiện bởi một đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp, bao gồm nhiều thử nghiệm và điều chỉnh các thông số như độ tinh khiết của khí, áp suất và lưu lượng, cuối cùng đáp ứng các yêu cầu thiết kế và tiêu chuẩn của khách hàng.
Với những thay đổi liên tục về nhu cầu công nghiệp và tiến bộ công nghệ, thiết kế thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp cũng không ngừng được tối ưu hóa. Thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp trong tương lai sẽ chú trọng hơn vào tính thông minh và thân thiện với môi trường. Bằng cách ứng dụng các công nghệ cảm biến tiên tiến và công nghệ Internet vạn vật (IoT), thiết bị có thể thực hiện giám sát và quản lý từ xa, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả hơn việc tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, việc ứng dụng các vật liệu mới, chẳng hạn như vật liệu trao đổi nhiệt hiệu quả và các vật liệu kết cấu chịu nhiệt độ thấp hơn, sẽ nâng cao hơn nữa hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị. Trong bối cảnh chuyển đổi liên tục của cơ cấu năng lượng, thiết bị tách khí ở nhiệt độ cực thấp cũng sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong sản xuất năng lượng sạch như hydro, góp phần đạt được mục tiêu trung hòa carbon.

Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào về oxy/nitơ, vui lòng liên hệ với chúng tôi:
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com