شركة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

يُعدّ برج فصل الهواء جهازًا هامًا يُستخدم لفصل المكونات الغازية الرئيسية في الهواء إلى نيتروجين وأكسجين وغازات أخرى نادرة. تتضمن عملية فصل الهواء فيه خطوات أساسية مثل ضغط الهواء، والتبريد المسبق، والتنقية، والتبريد، والتقطير. يُعدّ التحكم الدقيق في كل خطوة أمرًا بالغ الأهمية لضمان نقاء واستقرار المنتجات الغازية النهائية. ستُقدّم هذه المقالة شرحًا مُفصّلًا لعملية فصل الهواء في برج فصل الهواء.

1. ضغط الهواء والتبريد المسبق

تتمثل الخطوة الأولى في عملية فصل الهواء في برج الفصل في ضغط الهواء الجوي. ويتم ضغط الهواء عبر مراحل متعددة من ضواغط الهواء ليصل إلى ضغط يتراوح بين 5 و7 بار. وخلال عملية الضغط، ترتفع درجة حرارة الهواء المضغوط، لذا تُستخدم مبردات وسيطة ومبردات لاحقة لخفض درجة حرارته. ولمنع تلف الضاغط بسبب الشوائب الموجودة في الهواء، تُزال الجسيمات العالقة في الهواء عبر مرشحات. ثم يُرسل الهواء المضغوط إلى نظام التبريد المسبق لمزيد من التبريد، باستخدام مياه التبريد أو مواد التبريد مثل الفريون، لتبريد الهواء إلى حوالي 5 درجات مئوية.

2. تنقية الهواء وتجفيفه

بعد التبريد المسبق، يحتوي الهواء على كمية ضئيلة من الرطوبة وثاني أكسيد الكربون. قد تتشكل هذه الشوائب على هيئة جليد عند درجات الحرارة المنخفضة، مما قد يؤدي إلى انسداد المعدات. لذا، يلزم تنقية الهواء وتجفيفه. تستخدم هذه العملية عادةً أبراج امتزاز المنخل الجزيئي، من خلال عمليات امتزاز وتجديد دورية لإزالة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات، وغيرها، لضمان التشغيل السلس للعمليات اللاحقة التي تتم عند درجات حرارة منخفضة. يصبح الهواء المنقى نظيفًا وجافًا، ومناسبًا لعمليات التبريد والفصل اللاحقة.

3. مبادل حراري رئيسي لتبريد الهواء

يُبرَّد الهواء المُنقَّى في المُبادل الحراري الرئيسي عبر التبريد العميق. يُعدّ المُبادل الحراري الرئيسي أحد أهمّ المعدات في عملية فصل الهواء في البرج. يخضع الهواء في المُبادل الحراري الرئيسي لتبادل حراري مع النيتروجين والأكسجين الباردين المُفصولين، مما يُخفِّض درجة حرارته إلى ما يقارب درجة حرارة التسييل. تؤثر كفاءة التبادل الحراري خلال هذه العملية بشكل مباشر على استهلاك الطاقة ونقاء المنتج النهائي لبرج فصل الهواء. عادةً ما تُستخدم مُبادلات حرارية ذات زعانف من صفائح الألومنيوم عالية الكفاءة لتحسين كفاءة التبادل الحراري.

4. عملية الفصل في برج التقطير

يُرسل الهواء المبرد إلى برج التقطير لفصل مكوناته المختلفة بناءً على اختلاف درجات غليانها. يتحول الهواء تدريجيًا إلى سائل عند درجات حرارة منخفضة، ثم يدخل هذا السائل إلى برج التقطير حيث يتفاعل مع الغازات والسائلات عدة مرات. في برج التقطير، يتم فصل الأكسجين والنيتروجين والغازات النادرة مثل الأرجون. يزداد تركيز الأكسجين تدريجيًا في قاع البرج، بينما يُفصل النيتروجين في أعلاه. ومن خلال التقطير، يُمكن الحصول على أكسجين ونيتروجين نقيين بدرجة نقاء عالية.

5. استخلاص منتجات الأكسجين والنيتروجين

يُعدّ استخلاص الأكسجين والنيتروجين الخطوة الأخيرة في برج فصل الهواء. يُفصل الأكسجين والنيتروجين السائلان من برج التقطير، ثم يُسخّنان مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة عبر مبادلات حرارية للوصول إلى الحالة الغازية المطلوبة. تُرسل هذه المنتجات الغازية إلى خزانات التخزين أو تُزوّد ​​مباشرةً للمستخدمين. ولتحسين كفاءة العملية ونقاء المنتج، يُصمّم أحيانًا هيكل برج مزدوج لفصل الأرجون عن الأكسجين والنيتروجين بشكلٍ إضافي للاستخدام الصناعي.

6. التحكم والتحسين

تتضمن عملية فصل الهواء في أبراج الفصل نظام تحكم معقد، يتطلب مراقبة وتعديلًا فوريًا لعمليات الضغط والتبريد وتبادل الحرارة والفصل لضمان جودة المنتجات النهائية. تُجهز أبراج فصل الهواء الحديثة عادةً بأنظمة تحكم آلية، تستخدم أجهزة استشعار وبرامج تحكم لضبط معايير دقيقة مثل درجة الحرارة والضغط والتدفق، وذلك لتحسين استهلاك الطاقة في عملية الإنتاج ونقاء الغاز المنتج.

تتضمن عملية فصل الهواء في البرج عدة خطوات، منها ضغط الهواء، والتبريد المسبق، والتنقية، والتبريد العميق، والتقطير. ومن خلال هذه العمليات، يمكن فصل الأكسجين والنيتروجين والغازات النادرة الموجودة في الهواء بكفاءة عالية. وقد ساهم تطوير تقنية أبراج فصل الهواء الحديثة في جعل عملية الفصل أكثر كفاءة وأقل استهلاكًا للطاقة، وهو ما يُعدّ ذا أهمية بالغة لتطبيقات الغازات الصناعية.

لأي احتياجات تتعلق بالأكسجين/النيتروجين، يرجى التواصل معنا:

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

Email :anna.chou@hznuzhuo.com