आधुनिक उद्योगात उच्च-शुद्धता नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन तयार करण्यासाठी क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन तंत्रज्ञान ही एक महत्त्वाची पद्धत आहे. धातूशास्त्र, रासायनिक अभियांत्रिकी आणि औषध यासारख्या विविध उद्योगांमध्ये या तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. या लेखात क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन उच्च-शुद्धता नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन कसे तयार करते तसेच या प्रक्रियेत समाविष्ट असलेल्या प्रमुख पायऱ्या आणि उपकरणे यांचा सखोल अभ्यास केला जाईल.

 १२

१. क्रायोजेनिक हवा वेगळे करण्याचे मूलभूत तत्व

क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन ही एक प्रक्रिया आहे जी तापमान कमी करून हवेचे मुख्य घटक वेगळे करते. हवेमध्ये प्रामुख्याने नायट्रोजन, ऑक्सिजन आणि थोड्या प्रमाणात आर्गॉन असते. हवेला अत्यंत कमी तापमानात दाबून आणि थंड करून, हवा द्रवीकृत केली जाते आणि नंतर प्रत्येक वायूच्या वेगवेगळ्या उत्कलन बिंदूंचा वापर नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन वेगळे करण्यासाठी ऊर्धपातनासाठी केला जातो. नायट्रोजनचा उत्कलन बिंदू -१९५.८℃ आहे आणि ऑक्सिजनचा -१८३℃ आहे, म्हणून ते टप्प्याटप्प्याने ऊर्धपातन करून वेगळे शुद्ध केले जाऊ शकतात.

२. पूर्व-उपचार टप्पा: हवा शुद्धीकरण

क्रायोजेनिक हवा वेगळे करण्याच्या प्रक्रियेत, हवेचे पूर्व-उपचार हे एक महत्त्वाचे पहिले पाऊल आहे. हवेमध्ये धूळ, कार्बन डायऑक्साइड आणि आर्द्रता यासारख्या अशुद्धता असतात, ज्या कमी तापमानाच्या वातावरणात गोठतात, ज्यामुळे उपकरणे अडथळा निर्माण करतात. म्हणून, अशुद्धता आणि आर्द्रता काढून टाकण्यासाठी हवेला प्रथम गाळणे, संक्षेपण आणि कोरडे करण्याचे चरण दिले जातात. सामान्यतः, ड्रायर आणि आण्विक चाळणी शोषक हे हवेतील अशुद्धता काढून टाकण्यासाठी वापरले जाणारे महत्त्वाचे उपकरण आहेत, ज्यामुळे त्यानंतरच्या क्रायोजेनिक पृथक्करण प्रक्रियेची स्थिरता आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित होते.

३. एअर कॉम्प्रेशन आणि कूलिंग

शुद्ध केलेली हवा संकुचित करावी लागते, सहसा अनेक कंप्रेसरद्वारे हवेचा दाब ५-६ मेगापास्कलपर्यंत वाढवावा लागतो. नंतर संकुचित हवा उष्णता विनिमयकर्त्यांद्वारे कमी तापमानात परत आलेल्या वायूसह थंड केली जाते, ज्यामुळे द्रवीकरण बिंदूपर्यंत पोहोचण्यासाठी तापमान हळूहळू कमी होते. या प्रक्रियेत, उष्णता विनिमयकर्ते महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात, कारण ते प्रभावीपणे ऊर्जेचा वापर कमी करू शकतात आणि थंड करण्याची कार्यक्षमता सुधारू शकतात, ज्यामुळे कमी-तापमानाच्या परिस्थितीत हवा द्रवीकृत होऊ शकते याची खात्री होते, ज्यामुळे नंतरच्या ऊर्धपातन पृथक्करणासाठी परिस्थिती निर्माण होते.

४. हवेचे द्रवीकरण आणि ऊर्धपातन

क्रायोजेनिक सेपरेशन टॉवरमध्ये, संकुचित आणि थंड केलेली हवा द्रवरूप स्थितीत आणखी थंड केली जाते. द्रवरूप हवा वेगळे करण्यासाठी डिस्टिलेशन टॉवरमध्ये पाठवली जाते. डिस्टिलेशन टॉवर दोन भागांमध्ये विभागलेला आहे: उच्च-दाब टॉवर आणि कमी-दाब टॉवर. उच्च-दाब टॉवरमध्ये, हवा क्रूड ऑक्सिजन आणि क्रूड नायट्रोजनमध्ये वेगळी केली जाते आणि नंतर उच्च-शुद्धता ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन मिळविण्यासाठी क्रूड ऑक्सिजन आणि क्रूड नायट्रोजन कमी-दाब टॉवरमध्ये आणखी डिस्टिल्ड केले जाते. नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे पृथक्करण प्रामुख्याने त्यांच्या उकळत्या बिंदूंच्या वेगवेगळ्या भौतिक गुणधर्मांचा वापर करते, त्यामुळे डिस्टिलेशन टॉवरमध्ये कार्यक्षम पृथक्करण साध्य करता येते.

५. शुद्धीकरण प्रक्रिया

डिस्टिलेशन टॉवरमध्ये वेगळे केलेल्या ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनमध्ये अजूनही थोड्या प्रमाणात अशुद्धता असते, त्यामुळे औद्योगिक आणि वैद्यकीय मानकांची पूर्तता करण्यासाठी त्यांना आणखी शुद्ध करणे आवश्यक आहे. हायड्रोजन डीऑक्सिजनेशन उत्प्रेरकांद्वारे नायट्रोजनची शुद्धता सुधारली जाऊ शकते, तर ऑक्सिजनची शुद्धता री-डिस्टिलेशन प्रक्रियेद्वारे प्राप्त केली जाऊ शकते. उत्पादन वायूची शुद्धता सुधारण्यासाठी, नायट्रोजन प्युरिफायर आणि ऑक्सिजन प्युरिफायर सारखी उपकरणे सहसा वापरली जातात, ज्यामुळे शेवटी उच्च-शुद्धता ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन उत्पादने मिळतात.

६. नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे वापर

क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन तंत्रज्ञानाद्वारे उत्पादित उच्च-शुद्धता नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचा वापर अनेक उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. उच्च-शुद्धता नायट्रोजनचा वापर रासायनिक उद्योगात संरक्षक वायू आणि वाहक वायू म्हणून केला जातो, अन्न उद्योगात संरक्षण आणि पॅकेजिंगसाठी वापरला जातो आणि वैद्यकीय आणि वेल्डिंग उद्योगांमध्ये ऑक्सिजनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. धातुकर्म उद्योगात, ज्वलन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी देखील ऑक्सिजनचा वापर केला जातो. या अनुप्रयोगांमध्ये, वायूची शुद्धता ही त्याची उपयुक्तता निश्चित करण्याची गुरुकिल्ली आहे आणि क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन तंत्रज्ञानाला त्याच्या कार्यक्षम पृथक्करण आणि उच्च-शुद्धता आउटपुटसाठी व्यापक मान्यता मिळाली आहे.

७. क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन तंत्रज्ञानाचे फायदे आणि आव्हाने

औद्योगिक क्षेत्रात क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन तंत्रज्ञानाला त्याच्या उच्च शुद्धतेमुळे आणि उच्च कार्यक्षमतेमुळे पसंती दिली जाते. तथापि, या तंत्रज्ञानाला काही आव्हानांना देखील तोंड द्यावे लागते, जसे की उच्च ऊर्जा वापर आणि उच्च उपकरण देखभाल खर्च. ऊर्जेचा वापर कमी करण्यासाठी, आधुनिक क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन उपकरणे सहसा उष्णता पुनर्प्राप्ती उपकरणे आणि मल्टी-स्टेज कॉम्प्रेशन कूलिंग सिस्टम सारख्या प्रगत ऊर्जा-बचत प्रणालींसह येतात. शिवाय, ऑटोमेशन कंट्रोल तंत्रज्ञानाच्या वापरामुळे डीप क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन युनिट्सची ऑपरेशनल कार्यक्षमता आणि सुरक्षितता लक्षणीयरीत्या वाढली आहे. तांत्रिक ऑप्टिमायझेशन आणि उपकरणांमध्ये सुधारणांद्वारे, डीप क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन सिस्टमची ऊर्जा कार्यक्षमता आणि स्थिरता सतत सुधारली गेली आहे, ज्यामुळे विविध उद्योगांमध्ये त्यांचा वापर आणखी वाढला आहे.

 १३

डीप क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन ही सध्या उच्च-शुद्धता नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन तयार करण्यासाठी सर्वात प्रभावी पद्धतींपैकी एक आहे. ते हवेचे पूर्व-उपचार, कॉम्प्रेशन, कूलिंग, द्रवीकरण आणि ऊर्धपातन अशा अनेक चरणांद्वारे हवेतून ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन प्रभावीपणे वेगळे करते आणि शुद्ध करते. डीप क्रायोजेनिक एअर सेपरेशन प्रक्रियेत उच्च ऊर्जा वापर आणि जटिल उपकरणे असली तरी, त्याचा कार्यक्षम पृथक्करण प्रभाव आणि उच्च-शुद्धता उत्पादन उत्पादन हे तंत्रज्ञान अनेक उद्योगांमध्ये अपरिहार्य बनवते.

अण्णा दूरध्वनी/Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com 

 


पोस्ट वेळ: जुलै-१४-२०२५