Trong ngành công nghiệp hiện đại, công nghệ tách không khí lạnh (ASU) là một phương pháp quan trọng để có được oxy tinh khiết-, nitơ và các loại khí hiếm khác. Quá trình này liên quan đến việc làm mát không khí đến nhiệt độ cực thấp, hóa lỏng và tách các thành phần cần thiết bằng cách chưng cất. Trong toàn bộ quá trình phân tách không khí lạnh, hiệu suất của hệ thống làm mát trước - trực tiếp xác định hiệu quả và tiêu thụ năng lượng của các quy trình tiếp theo, do đó, nó trở thành liên kết cốt lõi của việc giảm nhiệt độ không khí và cải thiện hiệu quả sản xuất tổng thể.
Tầm quan trọng của các hệ thống làm mát trước -
Nhiệm vụ chính của hệ thống làm mát trước - là loại bỏ các tạp chất như độ ẩm và carbon dioxide từ nó trước khi không khí đi vào bộ trao đổi nhiệt chính, và giảm nhiệt độ không khí xuống gần điểm sương của nó để tránh các tạp chất này đóng băng ở nhiệt độ thấp và làm tắc nghẽn thiết bị. Thông thường, nhiệt độ không khí xung quanh nằm trong khoảng 20 độ đến 35 độ và sau khi điều trị bằng hệ thống làm mát trước-, nhiệt độ không khí cần giảm xuống khoảng -10 độ xuống -40 độ, tùy thuộc vào yêu cầu quy trình và các thông số thiết kế.
Ví dụ, trong một thiết bị ASU lớn điển hình, nếu lượng tiêu thụ là 50.000 mét khối tiêu chuẩn (nm³/h) mỗi giờ và nhiệt độ ban đầu là 30 độ, và để làm mát nó đến -30 độ, một lượng lớn nhiệt cần được loại bỏ. Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng, năng lượng cần thiết cho mỗi mức độ giảm chênh lệch nhiệt độ là khoảng 0,24kW · h/nm³. Điều này có nghĩa là để đạt được nhiệt độ mục tiêu, hệ thống cần tiêu thụ khoảng 7200kW · h năng lượng để làm mát 50.000nm³ không khí này.
Thực hiện công nghệ và thách thức
Hệ thống làm mát trước - thường bao gồm nhiều thành phần, bao gồm máy nén, máy làm mát, máy sấy hấp phụ, v.v ... Máy nén được sử dụng để tăng áp suất không khí để tạo điều kiện làm mát tiếp theo; Bộ làm mát sử dụng nước hoặc chất làm lạnh để làm mát không khí; Máy sấy hấp phụ được sử dụng để loại bỏ độ ẩm và carbon dioxide khỏi không khí. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ tiết kiệm năng lượng -, thiết kế sử dụng các phương pháp làm mát tự nhiên kết hợp với các bộ trao đổi nhiệt hiệu quả- cao đã ngày càng trở nên phổ biến.
Tuy nhiên, các hệ thống làm mát trước - cũng phải đối mặt với một số thách thức. Trước hết, làm thế nào để giảm mức tiêu thụ năng lượng trong khi đảm bảo hiệu quả làm mát đủ là một vấn đề chính. Nghiên cứu cho thấy rằng bằng cách tối ưu hóa thiết kế của bộ trao đổi nhiệt, việc mất năng lượng trong giai đoạn làm mát trước -} có thể giảm khoảng 15% xuống còn 20%. Thứ hai, đối với ASUS hoạt động trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao - và cao -, làm thế nào để đối phó hiệu quả với những thay đổi trong điều kiện tiêu thụ cũng là một cân nhắc quan trọng.
Ví dụ ứng dụng được hỗ trợ bởi dữ liệu liên quan
Một công ty hóa học đã áp dụng hệ thống làm mát trước- tiên tiến để giảm thành công nhiệt độ lượng từ trung bình 32 độ xuống -28, đạt được hiệu quả loại bỏ độ ẩm và carbon dioxide trong không khí. Theo dữ liệu vận hành thực tế, hệ thống này tiết kiệm khoảng 18% mức tiêu thụ năng lượng so với các giải pháp truyền thống. Ngoài ra, do việc sử dụng công nghệ điều khiển thông minh, các tham số làm việc có thể được điều chỉnh trong thời gian thực theo những thay đổi trong môi trường bên ngoài, cải thiện hơn nữa độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống.
Là liên kết cốt lõi trong quá trình phân tách không khí đông lạnh, hệ thống làm mát trước - không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến ảnh hưởng của các bước tách tiếp theo mà còn có tác động quan trọng đến hiệu quả năng lượng của toàn bộ hệ thống. Thông qua sự đổi mới và tối ưu hóa công nghệ liên tục, nó có thể đảm bảo sản lượng của các sản phẩm chất lượng - cao, giảm đáng kể chi phí vận hành và thúc đẩy việc thực hiện các mục tiêu bảo tồn năng lượng và giảm phát thải. Trong tương lai, với việc áp dụng các vật liệu mới và các công nghệ mới, trước - Các hệ thống làm mát dự kiến sẽ trở nên hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn, mang lại nhiều khả năng và không gian phát triển hơn cho ngành công nghiệp phân tách không khí.
