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Avec le développement rapide des industries chimiques, énergétiques, médicales et autres, la demande en gaz industriels de haute pureté (tels que l'oxygène, l'azote et l'argon) ne cesse de croître.Technologie de séparation cryogénique de l'airLa séparation par ultrasons, méthode de séparation des gaz à grande échelle la plus aboutie, est devenue la solution de référence du secteur grâce à sa haute efficacité et sa grande stabilité. Cet article analysera ses principes techniques, ses spécificités selon les applications et ses exigences de configuration de base.
Comparativement aux équipements de séparation air-gaz, les équipements de séparation air-liquide nécessitent une capacité de refroidissement plus importante. En fonction du débit de ces équipements, différents cycles frigorifiques sont utilisés :Réfrigération par détente à turbine d'appoint, réfrigération par prérefroidisseur basse température, réfrigération par détente à compresseur de circulation haute et basse pression, etc., afin d'atteindre l'objectif de réduction de la consommation d'énergie par diverses méthodes. Le système de contrôle adopteSystème de contrôle DCS ou PLCet aide les instruments de terrain à rendre l'ensemble du matériel simple à utiliser, stable et fiable.
Caractéristiques techniques : Percée technologique dans la distillation cryogénique
La technologie de séparation air-liquide à très basse température comprime et refroidit l'air à des températures extrêmement basses (inférieures à -196 °C) et exploite la différence de points d'ébullition de chaque composant pour réaliser la séparation. Ses principaux avantages sont les suivants :
- Production de haute pureté :Il peut produire de l'oxygène pur à 99,999 %, de l'azote pur et de l'argon de haute pureté pour répondre à des besoins de pointe tels que les semi-conducteurs et les traitements médicaux.
- Capacité de production à grande échelle :La production journalière d'une seule unité peut atteindre des milliers de tonnes, ce qui convient aux industries lourdes telles que la sidérurgie et la chimie.
- Optimisation de l'efficacité énergétique :Les équipements modernes de séparation d'air intègrent des compresseurs, des détendeurs et des échangeurs de chaleur à haut rendement, réduisant ainsi la consommation d'énergie de plus de 30 %.
Différences d'application : La demande du secteur est le moteur de la différenciation technologique
Les exigences en matière de systèmes de séparation d'air froid varient selon les secteurs industriels et se répartissent principalement dans les catégories suivantes :
Type industriel traditionnel
- Domaines d'application :métallurgie, pétrochimie.
- Caractéristiques:Privilégiez l'oxygène à haut débit (comme adjuvant de combustion pour la sidérurgie) ou l'azote (comme gaz de protection chimique), stockés dans de grands réservoirs et transportés par pipeline.
Type de haute pureté de qualité électronique
- Domaines d'application :semi-conducteurs, photovoltaïque.
- Caractéristiques:Un gaz ultra-pur (impuretés ≤ 0,1 ppm) est requis, et des tours de distillation multi-étages et des modules de filtration de précision sont configurés.
Type de soins de santé
- Domaines d'application :hôpitaux, produits biopharmaceutiques.
- Caractéristiques:L'accent est mis sur la sécurité et l'approvisionnement immédiat, souvent avec des réservoirs de stockage d'oxygène liquide et des systèmes de vaporisation.
Nouveau type de soutien énergétique
- Domaines d'application :Énergie hydrogène, capture du carbone.
- Caractéristiques:Fonctions intégrées d'extraction de krypton, de xénon et d'autres gaz rares, adaptées à la chaîne de valeur de l'énergie verte.
Configuration de base : module central du système de séparation d’air
Un ensemble complet d'équipements de séparation air-liquide à basse température comprend généralement les composants clés suivants :
1. Système de compression d'air
Compresseur centrifuge multi-étages, fournissant la pression requise pour la séparation (0,5-1,0 MPa).
2. Unité de prérefroidissement et de purification
L'adsorbeur à tamis moléculaire élimine les impuretés telles que l'humidité et le CO₂.
3. Équipement cryogénique de base
- - Échangeur de chaleur principal : échange de chaleur entre l'air et le gaz produit.
- - Tour de distillation à deux étages : séparation oxygène/azote dans la tour inférieure, purification supplémentaire dans la tour supérieure.
4. Réfrigérateur à expansion
Fournit une capacité de refroidissement continue pour maintenir un environnement à basse température.
5. Système de stockage et de vaporisation
Réservoirs de stockage d'oxygène liquide/azote liquide, pompes cryogéniques et vaporisateurs.
Tendances futures : intelligence et faible émission de carbone
La technologie mondiale de séparation de l'air réalise des percées dans deux directions :
- Intelligence:Optimisez votre consommation d'énergie grâce à des algorithmes d'IA et surveillez la pureté du gaz en temps réel.
- Vert:Utiliser des énergies renouvelables pour alimenter les compresseurs afin de réduire l'empreinte carbone.
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Date de publication : 27 mai 2025
