Abstrak
Kertas kerja ini menganalisis secara terperinci pelbagai parameter yang mempengaruhi pengeluaran oksigen dan kualiti dalam peralatan pengeluaran oksigen pengasingan udara kriogenik, dan mencadangkan langkah pengoptimuman yang sepadan. Dari segi kadar aliran masuk dan tekanan, parameter harus dipilih secara munasabah untuk mengimbangi pengeluaran oksigen dan penggunaan tenaga; dari segi nisbah pemisahan udara, nisbah yang sesuai harus dipilih untuk meningkatkan pengeluaran oksigen sambil mengambil kira kawalan penggunaan tenaga; untuk suhu masuk, kelembapan dan tekanan operasi yang menjejaskan kualiti oksigen, parameter operasi yang sesuai harus dipilih untuk memastikan ketulenan oksigen yang tinggi. Langkah pengoptimuman termasuk prarawatan masuk gas, pengoptimuman nisbah pemisahan udara dan pengoptimuman operasi peranti. Penyelidikan ini mempunyai kepentingan teori dan praktikal yang penting untuk meningkatkan tahap aplikasi teknologi pengeluaran oksigen pemisahan udara sejuk-dalam, menggalakkan pembangunan industri oksigen dan memenuhi keperluan pembangunan sosial.
Latar belakang dan kepentingan penyelidikan
Teknologi pengeluaran oksigen pemisahan udara sejuk-dalam ialah teknologi penting untuk menghasilkan oksigen dan digunakan secara meluas dalam banyak bidang seperti industri, penjagaan perubatan dan kehidupan. Sebagai peralatan teras teknologi ini, prestasi dan kecekapan peranti pengeluaran oksigen pengasingan udara sejuk-dalam secara langsung berkaitan dengan output dan kualiti oksigen, yang seterusnya mempengaruhi kualiti produk dan kos pengeluaran. Makalah ini akan menganalisis pengaruh pelbagai parameter dalam-peranti pengeluaran oksigen pemisah udara sejuk pada output dan kualiti oksigen serta mencadangkan langkah pengoptimuman. Dengan mengoptimumkan parameter operasi peranti, output dan kualiti oksigen dapat ditingkatkan, kos pengeluaran dapat dikurangkan, dan manfaat ekonomi dapat ditingkatkan. Pada masa yang sama, penggunaan tenaga dan pencemaran dapat dikurangkan, yang mempunyai faedah alam sekitar.
Prinsip kerja
Peranti pengeluaran oksigen-pengasingan udara sejuk dalam menggunakan perbezaan takat didih gas berbeza di udara untuk memisahkan udara kepada aliran gas-kaya dan nitrogen-yang kaya oksigen pada suhu tertentu. Berikut memperkenalkan aliran proses dan peralatan penting serta fungsinya.
(I) Aliran proses
Aliran proses unit pengeluaran oksigen pengasingan udara sejuk-dalam termasuk langkah-langkah seperti prarawatan masuk gas, pemampatan gas, penyejukan dan penyejukan gas, penjerapan gas, pengasingan gas dan pengeluaran oksigen. Prarawatan salur masuk gas meliputi penyingkiran habuk, penyahlembapan, penyejukan, dsb. untuk mengurangkan kekotoran dan kelembapan dalam gas. Selepas gas memasuki peranti, ia mula-mula dimampatkan oleh pemampat dan kemudian disejukkan oleh penyejuk. Gas yang disejukkan diserap oleh penapis molekul untuk mengeluarkan air dan hidrokarbon, dan kemudian memasuki menara pengasingan udara untuk penyulingan. Di menara pemisahan udara, gas bergerak relatif antara satu sama lain di bawah tindakan lapisan pembungkusan, dan oksigen dan nitrogen diasingkan, yang mana oksigen dilepaskan dari bahagian bawah menara atas dan nitrogen dilepaskan dari bahagian atas menara atas. Akhirnya, oksigen ditukar haba kepada suhu dan tekanan biasa oleh penukar haba plat, dan kemudian dimampatkan oleh pemampat oksigen ke dalam rangkaian saluran paip oksigen untuk digunakan oleh pengguna seperti pembuatan besi dan penggulungan keluli.
(II) Peralatan penting dan fungsinya
Unit pengeluaran oksigen-pemisahan udara sejuk dalam melibatkan pelbagai peralatan penting, termasuk pemampat udara, menara pemisah udara, pemampat oksigen, tangki sfera oksigen, dll. Pemampat udara digunakan untuk memampatkan udara menjadi-gas tekanan tinggi untuk meningkatkan kecekapan operasi menara pemisah udara. Menara pengasingan udara ialah salah satu peralatan teras, terutamanya bertanggungjawab untuk mengasingkan udara ke dalam aliran gas-kaya dan kaya nitrogen-untuk mencapai pengasingan dan penulenan oksigen. Pemampat oksigen memainkan peranan penting dalam rawatan oksigen seterusnya. Mereka boleh menekan aliran gas yang kaya dengan-oksigen kepada tekanan yang diperlukan untuk penyimpanan dan penggunaan seterusnya. Tangki sfera oksigen digunakan untuk menyimpan oksigen dan boleh menyediakan bekalan oksigen yang stabil untuk memenuhi keperluan pada masa yang berbeza. Di samping itu, terdapat berbilang parameter dalam peranti, seperti nisbah pemisahan udara, suhu masuk, kelembapan masuk, dan tekanan operasi, yang akan menjejaskan pengeluaran dan kualiti oksigen, dan perlu dipertimbangkan dan dioptimumkan secara menyeluruh. Dalam operasi sebenar, perhatian harus diberikan kepada keselamatan pengeluaran, dan prosedur dan piawaian operasi yang berkaitan harus diikuti untuk memastikan keselamatan dan kestabilan proses pengeluaran.
Analisis parameter yang mempengaruhi pengeluaran oksigen
(I) Kadar aliran masuk dan tekanan
Kadar aliran masuk dan tekanan ialah parameter penting yang mempengaruhi pengeluaran oksigen dan kualiti peralatan pengeluaran oksigen pemisahan udara sejuk{0}}dalam dan perubahannya akan memberi kesan langsung. Apabila kadar aliran masuk meningkat, pengeluaran oksigen akan meningkat dengan sewajarnya. Ini kerana peningkatan dalam kadar aliran masuk boleh meningkatkan kadar aliran dan tahap pencampuran gas dalam lapisan pembungkusan dan mempercepatkan pengasingan oksigen dan nitrogen. Walau bagaimanapun, peningkatan kadar aliran pengambilan juga akan meningkatkan masa tinggal gas dalam lapisan pembungkusan, mengakibatkan penurunan ketulenan oksigen. Oleh itu, adalah perlu untuk memilih kadar aliran pengambilan yang sesuai mengikut keadaan sebenar untuk mengimbangi pengeluaran dan kualiti oksigen.
Perubahan dalam tekanan pengambilan juga akan menjejaskan pengeluaran oksigen. Apabila tekanan pengambilan meningkat, kelajuan pemisahan oksigen dan nitrogen dalam lapisan pembungkusan dipercepatkan, dan pengeluaran oksigen meningkat. Walau bagaimanapun, tekanan pengambilan yang terlalu tinggi akan mengurangkan keselamatan peranti, jadi julat tekanan pengambilan perlu dikawal. Perlu diingatkan bahawa pengaruh kadar aliran dan tekanan pengambilan terhadap pengeluaran oksigen juga berkaitan dengan parameter lain seperti nisbah pemisahan udara dan ketinggian lapisan pembungkusan. Dalam operasi sebenar, parameter ini perlu dipertimbangkan secara menyeluruh untuk memilih kadar aliran dan tekanan pengambilan yang sesuai.
(II) Nisbah pemisahan udara
Nisbah pemisahan udara adalah parameter penting peranti pengeluaran oksigen pemisahan udara kriogenik, yang mempunyai kesan langsung ke atas pengeluaran dan kualiti oksigen. Ia merujuk kepada nisbah nitrogen kepada oksigen yang dihasilkan selepas pemisahan udara di menara pemisahan udara, biasanya dinyatakan sebagai nisbah pengeluaran nitrogen kepada pengeluaran oksigen. Apabila nisbah pemisahan udara meningkat, pengeluaran nitrogen meningkat secara relatif dan pengeluaran oksigen berkurangan secara relatif. Khususnya, semakin tinggi nisbah pemisahan udara, semakin mudah molekul oksigen dalam lapisan pembungkusan melekat pada pembungkusan berbanding molekul nitrogen, menjadikannya lebih mudah untuk molekul nitrogen diasingkan. Pada masa yang sama, peningkatan nisbah pemisahan udara akan mengurangkan halaju aliran udara dalam lapisan pembungkusan, meningkatkan masa kediaman gas dalam lapisan pembungkusan, dan mempunyai kesan negatif terhadap ketulenan oksigen.
Dalam pengeluaran sebenar, nisbah pemisahan udara yang sesuai harus dipilih mengikut permintaan untuk mencapai matlamat pengeluaran dan memaksimumkan faedah ekonomi. Secara umumnya, nisbah pemisahan udara yang lebih rendah diperlukan untuk menghasilkan-oksigen ketulenan tinggi, manakala nisbah pemisahan udara yang lebih tinggi boleh dipilih untuk menghasilkan oksigen biasa. Di samping itu, kesan nisbah pemisahan udara pada pengeluaran dan kualiti oksigen juga berkaitan dengan parameter lain seperti aliran pengambilan, tekanan, dan ketinggian lapisan pembungkusan, yang perlu dipertimbangkan secara menyeluruh semasa memilih.
Analisis parameter yang mempengaruhi kualiti oksigen
(I) Suhu masuk
Suhu masuk adalah parameter penting yang mempengaruhi kualiti oksigen peranti pengeluaran oksigen pemisahan udara kriogenik, yang akan menjejaskan ketulenan dan kandungan air oksigen. Apabila parameter seperti kadar aliran pengambilan, tekanan, dan nisbah pemisahan udara kekal tidak berubah, suhu pengambilan berkurangan, dan ketulenan dan kandungan air oksigen akan meningkat. Ini kerana suhu rendah boleh memekatkan lembapan dan kekotoran di udara menjadi cecair atau pepejal, mengurangkan kelembapan dan kandungan kekotoran dalam oksigen. Dalam operasi sebenar, suhu pengambilan perlu dikawal untuk meningkatkan ketulenan dan kualiti oksigen. Pada masa yang sama, julat suhu pengambilan perlu diberi perhatian untuk mengelakkan kesan buruk terhadap pengeluaran dan kualiti oksigen.
(II) Kelembapan pengambilan
Kelembapan pengambilan juga merupakan parameter penting yang mempengaruhi kualiti oksigen, yang akan menjejaskan kandungan lembapan dalam oksigen. Apabila parameter seperti kadar aliran pengambilan, tekanan, dan nisbah pemisahan udara kekal tidak berubah, kelembapan pengambilan berkurangan, dan kandungan lembapan dalam oksigen juga akan berkurangan, kerana semakin rendah kelembapan relatif, semakin kurang kandungan lembapan di udara. Dalam operasi sebenar, kelembapan pengambilan perlu dikawal untuk meningkatkan kualiti oksigen. Pada masa yang sama, julat kelembapan pengambilan perlu diberi perhatian untuk mengelakkan kesan negatif terhadap pengeluaran dan kualiti oksigen. Selain itu, kelembapan pengambilan terlalu rendah atau terlalu tinggi akan menjejaskan operasi dan kos penyelenggaraan peranti. Ia adalah perlu untuk mempertimbangkan secara komprehensif faktor ekonomi dan teknikal dan memilih kelembapan pengambilan yang sesuai. Mengawal kelembapan pengambilan boleh dicapai dengan menambahkan peralatan pengeringan, yang penting untuk memastikan-keluaran oksigen berkualiti tinggi.
(III) Tekanan operasi
Tekanan operasi adalah salah satu parameter penting yang mempengaruhi kualiti oksigen. Ia akan menjejaskan tekanan, suhu, kadar aliran, dan lain-lain gas, dan dengan itu menjejaskan kualiti oksigen. Apabila parameter seperti kadar aliran masuk, nisbah pemisahan udara, dan ketinggian lapisan pembungkusan kekal tidak berubah, tekanan operasi berkurangan, dan kandungan kekotoran dalam oksigen akan berkurangan. Ini kerana tekanan rendah akan mengurangkan suhu dan kadar aliran gas dan mengurangkan kandungan bendasing dalam oksigen. Walau bagaimanapun, tekanan operasi yang terlalu rendah juga akan menjejaskan output dan kualiti oksigen. Dalam operasi sebenar, adalah perlu untuk memilih tekanan operasi yang sesuai mengikut situasi khusus untuk meningkatkan kualiti dan output oksigen, dan pada masa yang sama mengawal julat tekanan operasi. Selain itu, kesan tekanan operasi terhadap kualiti oksigen juga berkaitan dengan parameter lain seperti suhu masuk dan kelembapan. Adalah perlu untuk mempertimbangkan pelbagai parameter secara menyeluruh untuk memilih tekanan operasi yang sesuai.
Langkah-langkah pengoptimuman
(I) Prarawatan salur masuk gas
Prarawatan salur masuk gas ialah pautan penting untuk memastikan kualiti oksigen, termasuk penyingkiran habuk, penyahlembapan, penyejukan dan langkah-langkah lain, yang tujuannya adalah untuk mengurangkan kekotoran dan kelembapan dalam oksigen serta memastikan-keluaran oksigen berkualiti tinggi. Penyingkiran habuk boleh dilakukan oleh penapis mekanikal, precipitator elektrostatik dan peralatan lain untuk menghilangkan kekotoran dan bahan zarahan dalam gas; penyahlembapan boleh dilakukan oleh penjerap, kondenser dan peralatan lain untuk mengurangkan kelembapan dalam gas; penyejukan boleh dilakukan oleh penukar haba, kondenser dan peralatan lain untuk mengurangkan kelembapan dalam gas.
(II) Pengoptimuman nisbah pemisahan udara
Nisbah pemisahan udara adalah parameter penting peranti pengeluaran oksigen pemisahan udara sejuk dalam, yang menentukan output dan kualiti oksigen. Apabila parameter seperti kadar aliran masuk, tekanan, dan ketinggian lapisan pembungkusan kekal tidak berubah, nisbah pemisahan udara secara beransur-ansur meningkat, output oksigen akan berkurangan secara beransur-ansur, dan ketulenan akan meningkat secara beransur-ansur. Ini kerana peningkatan nisbah pemisahan udara akan meningkatkan keluaran nitrogen dan mengurangkan keluaran oksigen, seterusnya meningkatkan ketulenan oksigen. Dalam operasi sebenar, adalah perlu untuk memilih nisbah pemisahan udara yang sesuai mengikut situasi tertentu, dan pada masa yang sama mengawal julat nisbah pemisahan udara. Memandangkan pengaruh nisbah pemisahan udara pada keluaran dan ketulenan oksigen juga berkaitan dengan parameter lain seperti suhu masuk dan kelembapan, pelbagai parameter perlu dipertimbangkan secara menyeluruh semasa memilih.
(III) Pengoptimuman pengendalian peranti
Pengoptimuman operasi peranti adalah kunci untuk meningkatkan pengeluaran dan kualiti oksigen, termasuk pelarasan parameter operasi, penyelenggaraan dan pembersihan peralatan, dan pengendalian kerosakan tepat pada masanya.
Pelarasan parameter operasi adalah pautan penting. Mengikut kualiti salur masuk gas dan beban peranti, parameter seperti aliran pengambilan, tekanan, dan nisbah pemisahan udara boleh dilaraskan untuk memastikan operasi peranti yang stabil dan pengeluaran oksigen yang cekap.
Penyelenggaraan dan pembersihan peralatan juga sangat penting. Pembersihan, pemeriksaan dan penyelenggaraan yang kerap peralatan peranti boleh memastikan operasi normal peralatan dan memanjangkan hayat peralatan. Sebagai contoh, penggantian biasa penjerap, pengisi dan bahan lain boleh meningkatkan pengeluaran dan kualiti oksigen dengan berkesan.
Pengendalian kerosakan juga penting. Pemeriksaan dan pengendalian yang tepat pada masanya apabila berlaku kerosakan boleh mengelakkan pengembangan kerosakan, memastikan kecekapan output peranti, memastikan operasi normal peranti, dan meningkatkan pengeluaran dan kualiti oksigen.
Kesimpulan
Artikel ini menganalisis dan membincangkan parameter penting yang mempengaruhi pengeluaran dan kualiti oksigen dalam peranti pengeluaran oksigen pemisahan udara sejuk dalam. Dengan menganalisis parameter seperti aliran pengambilan, tekanan, nisbah pemisahan udara, ketinggian lapisan pembungkusan, suhu pengambilan, kelembapan pengambilan dan tekanan operasi, kita boleh memahami kesannya terhadap pengeluaran dan kualiti oksigen, dengan itu mengoptimumkan proses pengeluaran oksigen dan meningkatkan kecekapan pengeluaran dan faedah ekonomi.
Dalam pengeluaran sebenar, peranti pengeluaran oksigen pemisahan udara kriogenik boleh dioptimumkan untuk meningkatkan pengeluaran dan kualiti oksigen dengan mengawal aliran dan tekanan udara, mengoptimumkan lapisan pembungkusan, pra-merawat salur masuk gas, mengoptimumkan operasi peranti, dsb. Selain itu, pemilihan nisbah pemisahan udara juga penting dan perlu dipilih mengikut keperluan pengeluaran tertentu untuk mencapai faedah ekonomi yang terbaik.
Secara ringkasnya, kertas kerja ini menganalisis dan membincangkan parameter penting dalam peranti pengeluaran oksigen pengasingan udara kriogenik, dan menyediakan idea dan kaedah untuk mengoptimumkan pengeluaran dan kualiti oksigen, dengan harapan dapat membantu untuk penyelidikan dan pengeluaran sebenar dalam bidang berkaitan.
