Tháp tách khí là một thiết bị quan trọng được sử dụng để tách các thành phần khí chính trong không khí thành nitơ, oxy và các khí hiếm khác. Quy trình của tháp tách khí chủ yếu bao gồm các bước như nén khí, làm mát sơ bộ, tinh chế, làm mát và chưng cất. Việc kiểm soát chính xác từng bước đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tinh khiết và ổn định của sản phẩm khí cuối cùng. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết về quy trình của tháp tách khí.
1. Nén khí và làm mát trước
Bước đầu tiên trong quy trình tháp tách khí là nén không khí khí quyển. Thông qua nhiều cấp nén của máy nén khí, không khí được nén đến áp suất 5-7 bar. Trong quá trình nén, nhiệt độ của khí nén cũng tăng lên, vì vậy các bộ làm mát trung gian và bộ làm mát sau được sử dụng để hạ nhiệt độ không khí. Để ngăn máy nén bị hư hỏng do tạp chất trong không khí, các hạt trong không khí được loại bỏ qua các bộ lọc. Sau đó, khí nén được đưa đến hệ thống làm mát sơ bộ để làm mát thêm, thường sử dụng nước làm mát hoặc chất làm lạnh như Freon, để làm mát không khí xuống khoảng 5°C.
2. Thanh lọc không khí và khử nước
Sau khi làm mát sơ bộ, không khí chứa một lượng nhỏ hơi ẩm và carbon dioxide. Những tạp chất này có thể hình thành băng ở nhiệt độ thấp và làm tắc nghẽn thiết bị. Do đó, không khí cần được làm sạch và khử nước. Quy trình này thường sử dụng tháp hấp phụ sàng phân tử, thông qua các quá trình hấp phụ và tái sinh định kỳ để loại bỏ hơi nước, carbon dioxide và hydrocarbon, v.v., nhằm đảm bảo các quy trình nhiệt độ thấp tiếp theo hoạt động trơn tru. Không khí sau khi được làm sạch sẽ sạch và khô, thích hợp cho các quy trình làm mát và tách khí tiếp theo.
3. Bộ trao đổi nhiệt chính làm mát không khí
Không khí tinh khiết được làm mát sâu trong bộ trao đổi nhiệt chính. Bộ trao đổi nhiệt chính là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong quy trình tháp tách khí. Không khí trong bộ trao đổi nhiệt chính trải qua quá trình trao đổi nhiệt với nitơ và oxy lạnh đã tách, hạ nhiệt độ xuống gần nhiệt độ hóa lỏng. Hiệu suất trao đổi nhiệt trong quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng và độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng của tháp tách khí. Thông thường, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm nhôm hiệu suất cao được sử dụng để cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt.
4. Quá trình tách trong tháp chưng cất
Không khí đã được làm mát được đưa đến tháp chưng cất để tách bằng cách sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ sôi của các thành phần khác nhau trong không khí. Không khí dần hóa lỏng ở nhiệt độ thấp, tạo thành khí lỏng. Khí lỏng này đi vào tháp chưng cất để trải qua nhiều tương tác giữa pha khí và pha lỏng. Trong tháp chưng cất, oxy, nitơ và các khí hiếm như argon được tách ra. Nồng độ oxy tăng dần ở đáy tháp, trong khi nitơ được tách ra ở đỉnh tháp. Thông qua quá trình chưng cất, oxy và nitơ tinh khiết có thể được thu được với độ tinh khiết cao hơn.
5. Chiết xuất sản phẩm oxy và nitơ
Chiết xuất oxy và nitơ là bước cuối cùng của tháp tách khí. Oxy và nitơ lỏng được tách ra khỏi tháp chưng cất và được gia nhiệt trở lại nhiệt độ phòng thông qua bộ trao đổi nhiệt để đạt trạng thái khí mong muốn. Các sản phẩm khí này sau đó được đưa vào bồn chứa hoặc cung cấp trực tiếp cho người dùng. Để cải thiện hiệu quả quy trình và độ tinh khiết của sản phẩm, đôi khi cấu trúc tháp đôi được thiết kế để tách argon khỏi oxy và nitơ để sử dụng trong công nghiệp.
6. Kiểm soát và tối ưu hóa
Toàn bộ quy trình tháp tách khí bao gồm một hệ thống điều khiển phức tạp, đòi hỏi phải theo dõi và điều chỉnh theo thời gian thực các quá trình nén, làm mát, trao đổi nhiệt và tách để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Các tháp tách khí hiện đại thường được trang bị hệ thống điều khiển tự động, sử dụng cảm biến và phần mềm điều khiển để điều chỉnh chính xác các thông số như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng nhằm tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng của quy trình sản xuất và độ tinh khiết của sản phẩm khí.
Quy trình của tháp tách khí bao gồm nhiều bước như nén khí, làm mát sơ bộ, tinh chế, làm mát sâu và chưng cất. Thông qua các quy trình này, oxy, nitơ và khí hiếm trong không khí có thể được tách hiệu quả. Sự phát triển của công nghệ tháp tách khí hiện đại đã giúp quá trình tách hiệu quả hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn, có ý nghĩa quan trọng đối với việc ứng dụng khí công nghiệp.
Mọi nhu cầu về oxy/nitơ, vui lòng liên hệ với chúng tôi:
Anna Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Thời gian đăng: 07-07-2025