Principi de tecnologia de separació de gasos industrials

Principi de tecnologia de separació de gasos industrials

La tecnologia de separació de gasos industrials es refereix a la tecnologia de separar diferents components en un gas barrejat per mètodes físics o químics. Aquestes tecnologies s'utilitzen àmpliament en els camps de la indústria química, petroli, medicina, alimentació, etc. A continuació es mostren diverses tecnologies de separació de gasos industrials habituals i els seus principis:

1. Mètode criogènic (mètode de baixa temperatura)

Principi
El mètode criogènic utilitza les característiques de liqüefacció del gas a baixa temperatura. Liqua el gas barrejat refredant-lo a una temperatura extremadament baixa, i després el separa segons la diferència de punts d'ebullició dels diferents components. Per exemple, els punts d'ebullició de l'oxigen i del nitrogen a l'aire són -183 graus i -196 graus respectivament. En augmentar gradualment la temperatura, primer es pot evaporar el nitrogen i la resta és principalment oxigen líquid.

Aplicació
El mètode criogènic s'utilitza principalment per a la producció a gran escala d'oxigen, nitrogen i argó d'alta puresa. S'ha utilitzat àmpliament en unitats de separació d'aire (ASU).

2. Mètode d'adsorció

Principi
El mètode d'adsorció utilitza la capacitat d'adsorció selectiva de materials porosos (com ara garbells moleculars) per a diferents molècules de gas per adsorbir els components objectiu en el gas barrejat. Els tamisos moleculars tenen diferents capacitats d'adsorció selectiva d'oxigen i nitrogen, de manera que aquests dos gasos es poden separar per adsorció.

Aplicació
L'adsorció s'utilitza sovint en petits equips de separació de gasos, especialment quan es requereix una separació ràpida. És fàcil d'operar i té uns costos operatius baixos, però és difícil obtenir productes d'alta puresa.

3. Mètode de separació de membrana

Principi
El mètode de separació de membrana utilitza la diferència de permeabilitat de certes membranes de polímer a diferents molècules de gas. Quan el gas barrejat travessa la membrana, la velocitat de penetració de diferents molècules de gas és diferent, aconseguint així la separació. Per exemple, l'oxigen travessa la membrana molt més ràpid que el nitrogen, de manera que l'oxigen i el nitrogen es poden separar mitjançant la separació de la membrana.

Aplicació
El mètode de separació de membrana és adequat per a la producció de productes rics en oxigen, però a causa de la baixa puresa del producte i la petita escala, la seva aplicació a la indústria és limitada.

4. Adsorció de canvi de pressió (PSA)

Principi
El mètode d'adsorció de canvi de pressió utilitza les característiques d'adsorció i desorció del gas a diferents pressions. En canviar periòdicament la pressió, el gas objectiu s'adsorbeix a alta pressió i es desorbeix a baixa pressió, aconseguint així la separació. Per exemple, a alta pressió, els garbells moleculars adsorbeixen nitrogen, mentre que a baixa pressió s'allibera nitrogen, separant així l'oxigen.

Aplicació
L'adsorció de canvi de pressió s'utilitza àmpliament a les plantes de producció d'oxigen i nitrogen de mida petita i mitjana, especialment quan es requereix un ajust flexible de la producció.

5. Adsorció de canvi de pressió al buit (VPSA)

Principi
L'adsorció de canvi de pressió al buit es basa en l'adsorció de canvi de pressió i introdueix l'operació al buit per millorar l'eficiència de la separació i la puresa del producte. En introduir el buit a baixa pressió, el gas adsorbit es pot desorbir més a fons, millorant així l'efecte de separació.

Aplicació
La tecnologia VPSA s'utilitza sovint en la producció de gasos d'alta puresa, especialment quan es requereix oxigen i nitrogen de puresa extremadament alta.

Conclusió
La tecnologia de separació de gasos industrials té un paper important en la indústria moderna. Les diferents tecnologies de separació tenen els seus propis avantatges i àmbit d'aplicació. Escollir la tecnologia adequada pot millorar considerablement l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. El mètode criogènic, el mètode d'adsorció, el mètode de separació de membrana, el mètode d'adsorció de canvi de pressió i el mètode d'adsorció de canvi de pressió al buit són diverses tecnologies de separació de gasos industrials comunes, que tenen un paper important en els seus respectius camps.