مجموعة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

فصل الهواء بالتبريد العميق هو عملية فصل الأكسجين والنيتروجين والغازات الأخرى عن الهواء باستخدام تقنية درجات الحرارة المنخفضة. وباعتباره طريقة متقدمة لإنتاج الغازات الصناعية، يُستخدم فصل الهواء بالتبريد العميق على نطاق واسع في صناعات مثل علم المعادن والهندسة الكيميائية والإلكترونيات. يتطلب تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق المتكاملة الدقة التقنية، بالإضافة إلى الامتثال للمعايير الصناعية ومتطلبات العملاء لضمان التشغيل المستقر والفوائد الاقتصادية. ستناقش هذه المقالة متطلبات تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق المتكاملة، مع تغطية اعتبارات التصميم الأساسية، والنقاط الهندسية، والاحتياطات اللازمة في التطبيقات العملية.

1. تصميم المتطلبات الأساسية
عند تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق الكاملة، تشمل المتطلبات الأساسية الأولى التي يجب تحديدها: الطاقة الإنتاجية، وظروف الهواء الخام، ونقاء المنتج وكميته، وما إلى ذلك. وتختلف الطاقة الإنتاجية لمعدات فصل الهواء بالتبريد العميق الكاملة اختلافًا كبيرًا باختلاف مجالات الاستخدام، وتتراوح عادةً بين مئات وآلاف الأمتار المكعبة في الساعة. بالإضافة إلى ذلك، يجب إزالة الشوائب الموجودة في الهواء الخام، مثل الرطوبة وثاني أكسيد الكربون، من خلال مرحلة المعالجة المسبقة لضمان قدرة المعدات على أداء عمليات التبريد العميق في ظروف مستقرة وهادئة. لذلك، يجب أن يُراعي تصميم نظام المعالجة المسبقة مستويات الملوثات في الهواء المحلي وبيئة تشغيل المعدات.
2. اعتبارات تصميم النظام
تتضمن عملية تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق أنظمة رئيسية متعددة، بما في ذلك نظام الضغط، ونظام التبادل الحراري، ونظام برج الفصل، ونظام التقطير. ويهدف تصميم نظام الضغط إلى ضمان توفير هواء عالي الضغط بكفاءة وموثوقية، مناسب للفصل بالتبريد العميق. وتُعد المبادلات الحرارية المكونات الأساسية التي تضمن تحقيق عملية التبريد العميق، والتي تتطلب كفاءة حرارية عالية. وعادةً ما تُستخدم المبادلات الحرارية ذات الزعانف الصفيحية لضمان نقل الحرارة بكفاءة وتدفق منتظم للغاز. وفي الوقت نفسه، يجب أن يلبي تصميم برج الفصل ونظام التقطير متطلبات نقاء غاز المنتج، لذا فإن اختيار مواد التعبئة والصواني وتحسين ظروف عملية التقطير أمر بالغ الأهمية. وفي برج التقطير، يتم فصل مكونات الغاز المختلفة بفعالية من خلال عمليات تبادل حراري متكررة وتبخير التكثيف، مما يؤدي إلى تكوين غازات عالية النقاء من الأكسجين أو النيتروجين أو الأرجون.
3. أنظمة الأتمتة والتحكم
يُعدّ التحكم الآلي جزءًا لا غنى عنه في تصميم أنظمة فصل الهواء بالتبريد العميق. عادةً ما تدمج معدات فصل الهواء بالتبريد العميق الحديثة والمتكاملة نظام تحكم آليًا بالكامل لتحقيق تحكم دقيق في معلمات مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق. هذا لا يقلل بشكل كبير من صعوبة التشغيل فحسب، بل يُحسّن أيضًا من سلامة النظام واستقراره. يتكون نظام التحكم في العملية عادةً من وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) ونظام تحكم موزع (DCS)، يجمعان المعلمات الرئيسية آنيًا للتحكم والتحسين، مما يضمن التشغيل المستقر للمعدات في ظل ظروف تحميل مختلفة. ولمواجهة حالات الطوارئ، يجب أن يتمتع نظام التحكم أيضًا بقدرات تشخيص الأعطال، القادرة على الكشف الفوري عن المشاكل المحتملة واتخاذ الإجراءات اللازمة.

4. اعتبارات توفير الطاقة وحماية البيئة
يُعد توفير الطاقة عاملاً أساسياً في تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق. ويلعب التصميم الفعال للضواغط والمبادلات الحرارية دوراً هاماً في خفض استهلاك الطاقة. إضافةً إلى ذلك، يُعد استرداد الحرارة المهدرة إجراءً شائعاً لتوفير الطاقة، حيث يُمكن الاستفادة من الحرارة المهدرة من عملية التبريد لدعم عمليات أخرى، مما يُحسّن كفاءة استخدام الطاقة بشكل عام. ومن أجل حماية البيئة، يجب أن يُراعي تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق بشكل كامل مشاكل التلوث البيئي المحتملة في عملية الإنتاج، مثل التلوث الضوضائي وانبعاثات غازات العادم. وخلال مرحلة التصميم، يجب إضافة معالجة عزل الصوت وخطط معالجة مناسبة لغازات العادم لتلبية متطلبات لوائح ومعايير حماية البيئة ذات الصلة.
5. فعالية التكلفة واختيار المعدات
يؤثر تقييم فعالية تكلفة معدات فصل الهواء بالتبريد العميق الكاملة بشكل مباشر على تصميمها واختيارها. وحرصًا على تلبية متطلبات الإنتاج، يجب أن يكون اختيار المعدات وحجمها في أدنى مستوياته من حيث تكلفة الاستثمار الأولي وتكلفة التشغيل. ويُعدّ اختيار مواد التصنيع، وكفاءة التبادل الحراري، وأنواع الضواغط، وخيارات تدفق العمليات، عوامل رئيسية تؤثر على فعالية التكلفة. ولا يقتصر دور الاختيار المناسب للمعدات على تقليل الاستثمار الأولي فحسب، بل يُسهم أيضًا في خفض تكاليف الصيانة والتشغيل بشكل فعال على المدى الطويل، مما يحقق عوائد اقتصادية أعلى خلال عملية الإنتاج.
6. التركيب والتشغيل في الموقع
لا يقتصر تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق المتكاملة على مرحلة الرسم فحسب، بل يتطلب أيضًا مراعاة متطلبات التركيب والتشغيل في الموقع. خلال مرحلة التركيب، يجب ضمان محاذاة دقيقة لكل مكون لتجنب أي تسرب في وصلات الأنابيب. وخلال عملية التشغيل، يلزم إجراء فحص شامل لحالة تشغيل كل نظام لضمان عمل المعدات بأفضل حالة. ونظرًا لتعقيد معدات فصل الهواء بالتبريد العميق، عادةً ما يُجري فريق هندسي متخصص عملية التشغيل، بما في ذلك إجراء اختبارات متعددة وتعديلات على معايير مثل نقاء الغاز والضغط ومعدل التدفق، بما يلبي في النهاية متطلبات التصميم ومعايير العميل.
مع التغيرات المستمرة في المتطلبات الصناعية والتقدم التكنولوجي، يشهد تصميم معدات فصل الهواء بالتبريد العميق تحسينًا مستمرًا. وستركز معدات فصل الهواء بالتبريد العميق المستقبلية بشكل أكبر على الذكاء الاصطناعي والمحافظة على البيئة. ومن خلال إدخال تقنيات الاستشعار المتقدمة وتقنيات إنترنت الأشياء (IoT)، يمكن للمعدات تحقيق المراقبة والإدارة عن بُعد، وتحسين استهلاك الطاقة بشكل أكثر فعالية. بالإضافة إلى ذلك، سيعزز استخدام مواد جديدة، مثل مواد المبادلات الحرارية الفعالة والمواد الهيكلية الأكثر مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة، أداء المعدات وعمرها الافتراضي. وفي سياق التحول المستمر لهيكل الطاقة، سيتم أيضًا استخدام معدات فصل الهواء بالتبريد العميق على نطاق أوسع في إنتاج الطاقة النظيفة مثل الهيدروجين، مما يساهم في تحقيق هدف الحياد الكربوني.

لأي احتياجات من الأكسجين / النيتروجين، يرجى التواصل معنا:
آنا هاتف./واتساب/ويشات:+86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com