Oggi, molti dei gas separati dall'aria, come azoto, ossigeno e idrogeno, vengono utilizzati più ampiamente. Questo documento intende analizzare i due metodi dall'analisi criosurgica e il metodo di separazione della membrana e trovare il miglior dispositivo di separazione dell'aria attraverso il principio di ciascun principio, in modo da recuperare efficacemente i vari ingredienti attivi nell'aria e migliorare l'efficienza di utilizzo delle risorse.
Contenuto
1 Metodo di separazione criogenica - Un metodo per separare i gas con mezzi meccanici
2 Metodo di separazione della membrana - Un metodo per separare i gas mediante diverso attaccamento, dissoluzione e diffusione di varie molecole sulla superficie della membrana
3 dispositivo di separazione dell'aria che combina il metodo di separazione criogenica e il metodo di separazione della membrana
3.1 Principi di base del metodo di separazione criogenica e del suo corrispondente dispositivo di separazione dell'aria
3.2 Principi di base del metodo di separazione della membrana e del suo corrispondente dispositivo di separazione dell'aria
4 Conclusione
2 Metodo di separazione della membrana - Un metodo per separare i gas mediante diverso attaccamento, dissoluzione e diffusione di varie molecole sulla superficie della membrana
3 dispositivo di separazione dell'aria che combina il metodo di separazione criogenica e il metodo di separazione della membrana
3.1 Principi di base del metodo di separazione criogenica e del suo corrispondente dispositivo di separazione dell'aria
3.2 Principi di base del metodo di separazione della membrana e del suo corrispondente dispositivo di separazione dell'aria
4 Conclusione
La separazione criogenica, in termini semplici, è quella di separare i gas nella massima misura possibile attraverso diverse temperature. Adotta principalmente un metodo meccanico, come espandere il gas attraverso mezzi diversi, e quindi raffreddarli in base ai diversi punti di ebollizione di vari gas. Diversi gas sono separati in modo più accurato in questo modo. Nel mio paese, l'80% della produzione di ossigeno proviene da questo metodo. Il gas separato da questo metodo ha una precisione relativamente elevata, ma anche il costo nel processo di separazione è elevato. Questo metodo è più adatto alla separazione dei gas con un peso specifico più ampio nell'aria, come azoto e ossigeno. Tuttavia, quando si separano gas con una proporzione minore nell'aria, mostra le sue carenze e limitazioni. Sebbene abbiamo lavorato duramente per migliorare la gestione tecnica e abbiamo ottenuto risultati considerevoli, il livello deve ancora essere ulteriormente migliorato.
La separazione della membrana è una nuova generazione di tecnologia di separazione del gas rispetto alla tecnologia di separazione dell'aria esistente. Utilizza principalmente una certa pressione per separare efficacemente i vari componenti nel gas in base al diverso attacco, dissoluzione e diffusione delle molecole di gas da separare nel gas sulla superficie della membrana. Rispetto al metodo di separazione criogenica, la sua caratteristica principale è che non ha alcuna reazione chimica, non utilizza additivi chimici, ha un costo basso, consuma meno energia, ha una forte adattabilità, ha requisiti bassi per le dimensioni del livello del dispositivo, ha un fattore di sicurezza elevato, è altamente affidabile e ovviamente ha una vasta gamma di applicazioni. Nella società di oggi, questa tecnologia è relativamente matura ed è stata ampiamente utilizzata in molti campi di separazione del gas. Allo stesso tempo, gli enormi benefici economici e sociali apportati da questa tecnologia sono diventati uno dei mezzi più importanti per la tecnologia di separazione. È elogiato dai paesi sviluppati per la sua ricreazione creativa di più risorse disponibili ed è un progresso tecnologico di cui l'umanità è orgogliosa. Il metodo di separazione della membrana si sviluppa costantemente e il materiale della membrana viene costantemente aggiornato. I materiali utilizzati per le membrane includono vari materiali naturali, come vari derivati della cellulosa, ecc., Nonché materiali artificiali, come vari polimeri sintetici e alcuni materiali speciali. Negli ultimi anni sono stati sviluppati alcuni materiali di membrana emergente, come membrane composite, membrane di filtrazione nano-materiale, membrane polimeriche funzionali, ecc. Gli studiosi pertinenti hanno anche previsto che l'innovazione e le scoperte nelle membrane diventeranno la chiave per influenzare questa tecnologia.
3 dispositivo di separazione dell'aria che combina il metodo di separazione criogenica e il metodo di separazione della membrana
3.1 Principi di base del metodo di separazione criogenica e del suo corrispondente dispositivo di separazione dell'aria
Il principio di lavoro del metodo di separazione criogenica nella separazione dell'aria è relativamente semplice. Prende aria come materia prima e passa attraverso una serie di procedure, tra cui concentrazione su larga scala, purificazione passo-passo e l'uso dello scambio di calore per liquefare l'aria in aria liquida. È all'incirca come segue: prima di entrare nel compressore, l'aria deve essere filtrata tramite il dispositivo del filtro dell'aria per renderlo più puro prima di entrare nel dispositivo di compressione dell'aria. Dopo essere stato compresso a una pressione adeguata, entra nel dispositivo di raffreddamento dell'aria per ridurre rapidamente la temperatura dell'aria. Su questa base, l'aria viene essiccata, che può essere eseguita attraverso un purificatore asciugale per rimuovere alcune sostanze non necessarie nell'aria, come umidità, anidride carbonica e altre sostanze. Nell'impostazione del dispositivo di separazione dell'aria, è anche necessario garantire che i due flussi liquidi siano ben trattati e raccolti. Da un lato, dopo che l'aria è stata purificata, deve essere assicurato che entri nel principale scambio di calore e contenitore di riscaldamento nel dispositivo di separazione dell'aria. Il gas liquido che non è passato, cioè il gas liquido restituito, raggiunge la temperatura ottimale attraverso il dispositivo di raffreddamento, quindi viene inviato nella parte inferiore del contenitore di distillazione di purificazione. L'azoto può essere completamente raccolto nella parte superiore del contenitore e l'aria liquida nella parte inferiore viene nuovamente condensata. È condensato ed evaporato attraverso una serie di dispositivi di condensazione. L'azoto è infine condensato e parte del liquido trattenuto è finalmente impostato in sezioni. Naturalmente, può anche fluire di nuovo nello scambio di calore e nel contenitore di riscaldamento, quindi entrare nel contenitore di espansione per espandersi e raffreddare quando raggiunge un certo livello. Parte del gas può essere nuovamente separata e riutilizzata e il resto verrà dimesso nell'atmosfera. Si può vedere da ciò che per stabilire un dispositivo di separazione dell'aria, da un lato, si ottengono la compressione profonda e la riduzione dell'aria e l'accurata purificazione dell'aria; D'altra parte, è la separazione finale dell'aria. Naturalmente, l'azoto liquido separato dall'aria dovrebbe anche avere un contenitore speciale per lo stoccaggio e il trasporto liquido. Quando si ispeziona la sua attrezzatura, è necessario garantire che l'azoto liquido sia ben sigillato e inserisca in modo sicuro nel contenitore corrispondente.
Da una prospettiva molecolare, la separazione della membrana si riferisce a un metodo tecnico che seleziona e separa continuamente una miscela di molecole con raggio di particelle diverso quando si passa attraverso una membrana. Ha anche le funzioni di separazione ininterrotta, concentrazione di alta qualità, purificazione su larga scala e perfezionamento delle sostanze contenute nel gas, tra cui elettrodialisi, osmosi inversa, ultrafiltrazione e dialisi. Il suo principio di lavoro è principalmente quello di utilizzare le caratteristiche della membrana polimerica contenuta nel gas, cioè per permeare selettivamente alcune piccole particelle contenute, come molecole, ioni o alcune particelle fini che sono selezionate per passare attraverso, ecc. Separate. Mentre permea selettivamente, una certa pressione viene applicata ad essa in un certo modo, quindi il liquido originale scorre lungo la superficie della membrana con una funzione di filtraggio a una certa velocità. Le molecole più grandi della membrana con una funzione di filtraggio non possono fluire e possono continuare a tornare al luogo originale, mentre quelle molecole più piccole della membrana con una funzione di filtraggio possono passare senza intoppi e formare una nuova presa. Si può vedere che nel processo di separazione, la membrana svolge un ruolo molto importante. Soprattutto nel processo di separazione dell'aria, la differenza di pressione parziale delle sostanze di permeare su entrambi i lati della membrana fa sì che le sostanze del gas siano continuamente separate.
Nel processo di applicazione, se l'azoto deve essere completamente separato dall'aria, l'aria compressa deve prima passare attraverso la membrana della fibra con uno spazio vuoto nel mezzo del dispositivo. Mentre passa attraverso questa membrana, una grande quantità di gas contenuta nell'aria, come ossigeno, anidride carbonica, monossido di carbonio e vapore acqueo, passerà attraverso il divario del tubo di questa membrana in fibra e entrerà nell'atmosfera per la scarica. Allo stesso tempo, allo sbocco della membrana, vengono raccolte tutte le molecole di azoto e l'argon con dimensioni molecolari più grandi ed entrano nell'apparecchiatura di applicazione pertinenti. La più alta purezza di azoto estratta in questo modo è alta quanto il 99,5% o più, il che è relativamente elevato. Naturalmente, per separare l'azoto, l'ossigeno, ecc. Dall'aria, può anche essere fatto cambiando la pressione per assorbire la tecnologia. Questa tecnologia è quella di separare vari componenti nell'aria attraverso un mezzo solido e il mezzo solido richiesto è un setaccio molecolare il cui componente principale è il carbonio. Questo stesso setaccio molecolare ha le caratteristiche di essere porosi e sciolti, quindi l'aria compressa deve prima essere riempita in un contenitore sigillato riempito con un setaccio molecolare pieno di elementi di carbonio. Poiché i componenti principali dell'aria compressa sono azoto, ossigeno e una piccola quantità di argon e vapore acqueo. Inoltre, azoto e ossigeno hanno dimensioni molecolari diverse. Come elemento di carbonio con una forte potenza di adsorbimento, i setacci molecolari adsorgeranno prima il vapore acqueo e l'ossigeno contenuti in esso, cioè, lascia che le particelle con dimensioni molecolari più piccole entrino, mentre l'azoto non può essere adsorbita a causa della sua dimensione molecolare più grande e non verranno mantenute inevitabilmente. In questo modo, la separazione di gas efficaci nell'aria può anche essere raggiunta attraverso questo dispositivo.
Con il rapido sviluppo della tecnologia della membrana, ci fornisce anche una migliore garanzia per raggiungere la separazione dell'aria. Dal continuo cambiamento e innovazione dei materiali di membrana ai continui progressi e al miglioramento della tecnologia, dall'ovvio arretratezza del nostro paese ai principali risultati che possono essere fatti ora, tutti sono gioia. Con il continuo sviluppo della tecnologia, credo che i dispositivi di separazione dell'aria diventeranno sempre più perfetti e la purezza della separazione diventerà sempre più alta.
Di fronte all'estrema carenza di risorse nella società di oggi, che non può più soddisfare le esigenze delle persone, è particolarmente importante effettuare la separazione in modo pianificato basato sui materiali esistenti. Spero che i punti di vista teorici del metodo di separazione a freddo profondo e del metodo di separazione della membrana che ho studiato possano fornire ispirazione e incoraggiamento a tutti. Spero anche che tutti possano lavorare insieme per fare i nostri sforzi per il riutilizzo e l'uso creativo delle risorse, in modo che le nostre risorse siano più sufficienti e la nostra vita sarà migliore.
