Nguyên Lý Hoạt Động Và Chu Trình Tách Khí Ở Nhiệt Độ Thấp

Hệ thống tách khí ở nhiệt độ thấp là một giải pháp quan trọng trong công nghiệp khí, đảm bảo loại bỏ các tạp chất như nước, CO₂, và hydrocarbon trước khi khí được làm lạnh và tách thành các thành phần riêng biệt như oxy, nitơ, hoặc argon. Dưới đây là chi tiết về chu trình hoạt động và vai trò của từng thành phần trong hệ thống.

1. Chu Trình Hoạt Động

Hệ thống bao gồm các giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Tiền xử lý không khí

• Mục đích: Loại bỏ các tạp chất như nước, CO₂, và hydrocarbon trước khi không khí đi vào hệ thống làm lạnh sâu.
• Quá trình:
  • Không khí đầu vào được nén đến áp suất cao thông qua máy nén khí.
  • Sau khi nén, không khí được làm mát trong thiết bị làm mát sơ bộ để giảm nhiệt độ và ngưng tụ hơi nước thô.

Giai đoạn 2: Hấp phụ tạp chất

• Mục đích: Loại bỏ hoàn toàn nước và CO₂ để tránh đóng băng hoặc đông đặc trong giai đoạn làm lạnh sâu.
• Thành phần chính:
  1. Alumina hoạt hóa:
     • Được đặt ở lớp đầu tiên.
     • Chức năng: Hấp phụ nước sơ bộ, giảm tải cho các thành phần hấp phụ phía sau.
  2. Rây phân tử (13X):
     • Được đặt ở lớp thứ hai.
     • Chức năng: Hấp phụ sâu nước còn sót lại và CO₂. Rây phân tử có các lỗ rỗng với kích thước chuẩn xác, cho phép giữ lại các phân tử nhỏ như nước (H₂O) và CO₂, nhưng không hấp phụ các khí lớn hơn như oxy và nitơ.
  3. Bóng gốm:
     • Đặt ở lớp đáy.
     • Chức năng: Phân phối đều luồng không khí qua lớp chất hấp phụ, đảm bảo hiệu quả hấp phụ tối ưu.

Giai đoạn 3: Làm lạnh sâu

• Mục đích: Tách các thành phần khí dựa trên điểm hóa lỏng của chúng.
• Quá trình:
  • Không khí sạch từ giai đoạn hấp phụ được làm lạnh sâu trong thiết bị trao đổi nhiệt.
  • Các thành phần như oxy, nitơ, và argon hóa lỏng ở các nhiệt độ khác nhau, cho phép tách chúng trong tháp chưng cất lạnh.

Giai đoạn 4: Tái sinh chất hấp phụ

• Mục đích: Khôi phục khả năng hấp phụ của các vật liệu hấp phụ sau khi chúng đạt trạng thái bão hòa.
• Quá trình:
  • Chất hấp phụ được tái sinh bằng cách giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ.
  • Tạp chất bị hấp phụ (H₂O, CO₂) được giải phóng và thải ra ngoài.
  • Các tháp hấp phụ hoạt động luân phiên giữa hai trạng thái:
    • Hấp phụ: Loại bỏ tạp chất từ không khí.
    • Tái sinh: Làm sạch để chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo.

2. Vai Trò Cụ Thể Của Từng Thành Phần

1. Máy nén khí:

   • Nén không khí đầu vào để tăng áp suất, tạo điều kiện cho quá trình hấp phụ và làm lạnh hiệu quả hơn.

2. Thiết bị làm mát sơ bộ:

   • Giảm nhiệt độ của không khí nén, ngưng tụ hơi nước thô và loại bỏ một phần nước.

3. Alumina hoạt hóa:

   • Hấp phụ nước thô trong không khí, bảo vệ các lớp hấp phụ phía sau khỏi bị quá tải.

4. Rây phân tử (13X):

   • Hấp phụ triệt để nước và CO₂, đảm bảo không còn tạp chất có thể gây đóng băng hoặc đông đặc trong giai đoạn làm lạnh sâu.

5. Bóng gốm:

   • Phân phối đều luồng không khí qua các lớp hấp phụ, tăng hiệu quả xử lý.

6. Thiết bị trao đổi nhiệt:

   • Làm lạnh sâu không khí sạch, chuẩn bị cho quá trình hóa lỏng và tách khí.

7. Tháp chưng cất lạnh:

   • Tách các thành phần khí như oxy, nitơ, và argon dựa trên điểm hóa lỏng khác nhau.

8. Hệ thống tái sinh:

   • Khôi phục khả năng hấp phụ của alumina và rây phân tử, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục.

3. Tại Sao Cần Loại Bỏ Tạp Chất?

• Nước (H₂O): Đóng băng trong điều kiện lạnh sâu, gây tắc nghẽn thiết bị và đường ống.
• CO₂: Đông đặc trong quá trình làm lạnh, làm giảm hiệu quả tách khí.
• Hydrocarbon: Có nguy cơ gây cháy nổ trong điều kiện áp suất cao.

4. Ứng Dụng

Hệ thống tách khí ở nhiệt độ thấp được sử dụng trong:

• Sản xuất khí công nghiệp: Oxy, nitơ, argon tinh khiết.
• Ngành hóa chất: Làm sạch khí đầu vào để bảo vệ thiết bị và nâng cao chất lượng sản phẩm.
• Năng lượng: Loại bỏ hydrocarbon khỏi khí tự nhiên, đảm bảo an toàn trong vận hành.

Kết Luận

Hệ thống tách khí ở nhiệt độ thấp là một giải pháp hiệu quả để xử lý khí công nghiệp, loại bỏ tạp chất và tách khí tinh khiết. Với sự kết hợp của các thành phần như alumina hoạt hóa, rây phân tử, và bóng gốm, hệ thống đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả cao trong nhiều ngành công nghiệp.

 Để nhận được sự tư vấn chuyên nghiệp và giải pháp tối ưu, hãy liên hệ ngay:
Hotline: 0909514123
Email: chvietnam.kd@gmail.com
Website:https://maytaokhinito.com/
 Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm chất lượng cao và dịch vụ tư vấn tận tâm. Hãy để chúng tôi giúp bạn tối ưu hóa quy trình và tiết kiệm chi phí với các hệ thống máy tạo khí nitơ hiệu quả.