شركة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

مع تزايد الطلب الصناعي باستمرار، أصبحت تقنية فصل الهواء بالتبريد العميق إحدى التقنيات الأساسية في مجال إنتاج الغازات الصناعية. تقوم وحدة فصل الهواء بالتبريد العميق بمعالجة الهواء من خلال التبريد العميق، لفصل مكوناته المختلفة، والتي تشمل بشكل رئيسي الأكسجين السائل (LOX) والنيتروجين السائل (LIN) والأرجون السائل (LAR). ومن بين هذه الغازات، يُعدّ الأكسجين السائل والنيتروجين السائل الأكثر طلبًا، ويُستخدمان على نطاق واسع في صناعات مثل التعدين والهندسة الكيميائية والإلكترونيات والطب والغذاء. ستُجري هذه المقالة تحليلًا مقارنًا لإنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل في عملية فصل الهواء بالتبريد العميق، وستستكشف تأثير العوامل المختلفة على الإنتاج.

أولاً: لمحة عامة عن تقنية فصل الهواء المبرد

تقنية فصل الهواء المبرد هي طريقة لتبريد الهواء إلى درجات حرارة منخفضة للغاية (أقل من -150 درجة مئوية تقريبًا) لتسييله. من خلال هذه العملية، تنفصل مكونات الغاز المختلفة في الهواء (مثل الأكسجين والنيتروجين والأرجون، إلخ) نظرًا لاختلاف درجات غليانها، مما يحقق الفصل. يعتمد مبدأ عمل وحدة فصل الهواء المبرد على تبريد الهواء واستخدام برج التقطير لفصل الغازات. تبلغ درجات حرارة تسييل الأكسجين والنيتروجين -183 درجة مئوية و-196 درجة مئوية على التوالي. يعتمد إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل عادةً على معدل تدفق الهواء وكفاءة التبريد وظروف تشغيل برج التقطير.

ثانيًا: الاختلافات في إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل

تتحدد الاختلافات في إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل بشكل رئيسي بعدة عوامل: تركيب الهواء، ومعايير التشغيل، وبنية برج التقطير، وحجم الإنتاج. في وحدات فصل الهواء المبردة، يُنتج الأكسجين والنيتروجين عادةً بنسبة معينة. عمومًا، يكون إنتاج الأكسجين السائل أقل نسبيًا من إنتاج النيتروجين السائل، إلا أن الطلب على الأكسجين السائل يتزايد باستمرار، لا سيما في الصناعات الطبية، وصهر الصلب، والصناعات الكيميائية.

يتأثر الطلب على الأكسجين السائل بشكل رئيسي بتركيز الأكسجين والطلب عليه في بعض التطبيقات الصناعية. ففي بعض هذه التطبيقات، تؤدي زيادة تركيز الأكسجين مباشرةً إلى زيادة الطلب على الأكسجين السائل. على سبيل المثال، تتطلب تقنيات إثراء الأكسجين في صناعة الصلب، وعمليات الاحتراق عالية الأكسجين في صناعة الزجاج، وغيرها، إمدادًا كافيًا نسبيًا من الأكسجين السائل. أما استخدام النيتروجين السائل فهو أكثر انتشارًا، ويشمل قطاعات الطب والإلكترونيات والفضاء وغيرها. في هذه الصناعات، يُستخدم النيتروجين السائل على نطاق واسع للتبريد والتخزين وتسييل غازات النيتروجين السائل.

ثالثًا: العوامل المؤثرة على إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل

لا يتأثر إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل بطلب السوق فحسب، بل يتأثر أيضًا بكفاءة تشغيل وحدة فصل الهواء المبردة، ومعدل تدفق الهواء، وتقنية التبريد، وغيرها من العوامل. أولًا، يُعد معدل تدفق الهواء من أهم العوامل المؤثرة على إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل؛ فكلما زاد معدل تدفق الهواء، زادت الكمية الإجمالية المنتجة. ثانيًا، تُعد كفاءة برج التقطير بالغة الأهمية للإنتاج؛ إذ تؤثر عوامل مثل ارتفاع البرج، ودرجة حرارة التشغيل، ونسبة ارتداد الغاز، على كفاءة فصل الأكسجين والنيتروجين، وبالتالي على الإنتاج النهائي.

يؤثر تصميم وكفاءة تشغيل معدات التبريد بشكل مباشر على تكلفة التشغيل والطاقة الإنتاجية لوحدة فصل الهواء المبردة. فإذا كانت كفاءة نظام التبريد منخفضة، ستنخفض كفاءة تسييل الهواء بشكل كبير، مما يؤثر على إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل. لذا، تُعدّ تقنيات ومعدات التبريد المتقدمة ذات أهمية بالغة لتحسين الطاقة الإنتاجية.

رابعاً: تدابير التحسين لإنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل

لزيادة إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل، تعمل العديد من الشركات على تحسين معايير تشغيل وحدة فصل الهواء المبردة لتحقيق إنتاج أكثر كفاءة. فمن جهة، يمكن لزيادة معدل تدفق الهواء أن يعزز حجم إنتاج الغاز الإجمالي؛ ومن جهة أخرى، يمكن لتحسين كفاءة تشغيل برج التقطير، وتحسين توزيع درجة الحرارة والضغط داخله، أن يحسن بشكل فعال كفاءة فصل الأكسجين السائل والنيتروجين السائل. إضافة إلى ذلك، اعتمدت معدات إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل في السنوات الأخيرة تقنيات تبريد أكثر تطوراً، مثل استخدام أنظمة التبريد متعددة المراحل، مما يُحسّن كفاءة التسييل وبالتالي يزيد من إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل.

خامساً: الطلب السوقي على الأكسجين السائل والنيتروجين السائل من فصل الهواء المبرد

تُعدّ الاختلافات في الطلب السوقي على الأكسجين السائل والنيتروجين السائل من أهم العوامل التي تُؤخذ في الاعتبار عند مقارنة الإنتاج. يتأثر الطلب على الأكسجين السائل عادةً بشكلٍ كبير بقطاعات صناعية مُحددة، لا سيما في صناعات صهر الصلب، والطوارئ الطبية، وتصنيع الإلكترونيات، حيث يكون الطلب عليه مستقرًا ومتزايدًا عامًا بعد عام. فعلى سبيل المثال، مع التطور المُستمر للقطاع الطبي، يتزايد استخدام الأكسجين السائل في علاجات الطوارئ، والعلاج الطبيعي، والعمليات الجراحية، مما يُحفز نمو الطلب عليه في السوق. في الوقت نفسه، أدى الاستخدام الواسع للنيتروجين السائل في الأغذية المُجمدة، ونقل الغازات السائلة، وغيرها، إلى نمو مُستمر في الطلب عليه.

ترتبط قدرة إمداد الأكسجين السائل والنيتروجين السائل ارتباطًا وثيقًا بحجم المعدات وكفاءة التشغيل في الشركات المنتجة. توفر وحدات فصل الهواء المبردة العميقة واسعة النطاق عادةً قدرة إنتاجية أعلى، ولكنها تتطلب أيضًا استهلاكًا أكبر للطاقة وصيانة أكثر دقة. في المقابل، تتميز المعدات صغيرة الحجم بالمرونة والتحكم في التكاليف، ويمكنها توفير إمدادات في الوقت المناسب لبعض التطبيقات الصناعية الصغيرة.

يتضح من التحليل المقارن أعلاه أن إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل في عملية فصل الهواء المبردة بشدة يتأثر بعوامل متعددة، منها معدل تدفق الهواء، وكفاءة تشغيل برج التجزئة، والمستوى التقني لنظام التبريد. ورغم أن إنتاج الأكسجين السائل والنيتروجين السائل يرتبط عادةً بعلاقة طردية، إلا أن طلب السوق، وكفاءة الإنتاج، والتحسين المستمر لتكنولوجيا المعدات، لا تزال توفر مجالاً واسعاً لتحسين إنتاج هذين الغازين.

مع تطور الصناعة والتقدم التكنولوجي، يُتوقع أن تحقق تقنية فصل الهواء بالتبريد العميق طاقة إنتاجية أعلى واستهلاكًا أقل للطاقة في المستقبل. وباعتبارهما غازين صناعيين هامين، لا تزال آفاق سوق الأكسجين السائل والنيتروجين السائل واعدة. ومن خلال التحسين التكنولوجي المستمر وزيادة كفاءة الإنتاج، ستتوافق الطاقة الإنتاجية للأكسجين السائل والنيتروجين السائل بشكل أكبر مع طلب السوق، مما يوفر إمدادات غاز أكثر استقرارًا وكفاءة لجميع الصناعات.

آنا هاتف./واتساب/ويشات:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com