Technologia separacji powietrza (AST) to proces fizycznego oddzielania głównych składników powietrza-tlenu, azotu i innych rzadkich gazów-za pomocą metod fizycznych. Wraz z rozwojem przemysłu, szczególnie w sektorach stalowym, chemicznym i elektronicznym, zapotrzebowanie na-tlen i azot o wysokiej czystości stale rośnie, napędzając rozwój technologii ASU i powiązanego z nią sprzętu. W tym artykule wyjaśnimy główne typy ASU i przeanalizujemy historię ich rozwoju.
Klasyfikacja jednostek separacji powietrza
1. Metoda destylacji niskotemperaturowej
Destylacja kriogeniczna jest obecnie jedną z najpowszechniej stosowanych technologii separacji powietrza. Działa poprzez schładzanie powietrza do bardzo niskich temperatur, upłynnianie go, a następnie oddzielanie różnych składników na podstawie ich różnych temperatur wrzenia. Metoda ta umożliwia wytwarzanie tlenu i azotu-o wysokiej czystości i jest szeroko stosowana w przemyśle metalurgicznym, chemicznym i innych.
Dane pokazują, że w 2025 r. około 70% światowej produkcji tlenu będzie opierać się na destylacji kriogenicznej. Ze względu na wysoką efektywność i stabilność wskaźnika oczekuje się, że w kolejnych latach wskaźnik ten pozostanie stabilny.
2. Adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA)
Adsorpcja zmiennociśnieniowa to technologia separacji oparta na różnicy w zdolności adsorpcji różnych gazów na powierzchniach stałych. Technologia ta charakteryzuje się prostą obsługą i niskim zużyciem energii i jest szczególnie odpowiednia do produkcji tlenu lub azotu na małą i średnią-skalę.
Według najnowszych badań, od 2025 roku odsetek urządzeń wykorzystujących adsorpcję zmiennociśnieniową do produkcji tlenu na świecie osiągnie około 20%, zwłaszcza w medycynie.
3. Metoda separacji membranowej
Separacja membranowa wykorzystuje membrany wykonane z określonych materiałów w celu selektywnego oddzielania składników powietrza. Chociaż jego czystość nie jest tak dobra jak w przypadku dwóch pierwszych metod, wykazuje wyjątkowe zalety w takich dziedzinach, jak awaryjne dostarczanie tlenu, ze względu na jego przenośność i elastyczność.
Do roku 2025 technologia separacji membranowej będzie stanowić około 5% światowego rynku separacji powietrza, wykazując stałą tendencję wzrostową.
Historia rozwoju
1. Wczesny etap poszukiwań (od początku do połowy XX w.)
Na tym etapie naukowcy rozpoczęli eksperymenty z technikami kriogenicznymi w celu oddzielenia składników powietrza. W 1902 roku niemiecki chemik Carl von Linde z sukcesem opracował pierwszą maszynę do skraplania powietrza, co zapoczątkowało nowoczesną technologię separacji powietrza. W połowie XX wieku, wraz z rozwojem technologii chłodniczej i materiałoznawstwa, destylacja kriogeniczna stopniowo stała się głównym nurtem.
2. Okres dojrzałości technologii (od połowy-do-końca XX wieku i początków XXI wieku)
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na tlen, zwłaszcza w przemyśle metalurgicznym i chemicznym, nadal udoskonalano i rozwijano metody destylacji kriogenicznej. Jednocześnie w tym okresie zwrócono uwagę na metodę adsorpcji zmiennociśnieniowej, która zaczęła być stosowana komercyjnie. Po wejściu w XXI wiek, wraz ze wzrostem świadomości ochrony środowiska i postępem technologicznym, opracowano również bardziej przyjazne dla środowiska i wydajne technologie separacji, takie jak separacja membranowa.
3. Nowoczesne innowacje i rozwój (od XXI wieku do chwili obecnej)
Od wkroczenia w XXI wiek, wraz z rozwojem nowej energii, nowych materiałów i technologii informatycznych, technologia separacji powietrza zapoczątkowała nowe możliwości rozwoju. Przykładowo wprowadzenie inteligentnych systemów sterowania sprawia, że praca separatorów powietrza jest bardziej precyzyjna i wydajna; zastosowanie nowych materiałów poprawia skuteczność separacji i zmniejsza zużycie energii. Ponadto, w związku z globalnym naciskiem na zrównoważony rozwój, głównym tematem badań stało się zmniejszenie zużycia energii i wpływu na środowisko podczas procesu separacji powietrza.
Historia rozwoju instalacji separacji powietrza odzwierciedla postęp technologiczny społeczeństwa ludzkiego. Od początkowej metody destylacji kriogenicznej po obecną sytuację, w której współistnieje wiele technologii, każda innowacja technologiczna w znacznym stopniu promuje rozwój powiązanych gałęzi przemysłu. W przyszłości, wraz z ciągłymi innowacjami technologicznymi i zmianami potrzeb społecznych, technologia separacji gazu i powietrza firmy Shenger będzie nadal rozwijać się w bardziej wydajnym i przyjaznym dla środowiska kierunku. Oczekuje się, że światowy rynek separacji powietrza osiągnie nowy poziom do roku 2030, a zastosowanie nowych technologii stanie się kluczowym czynnikiem napędzającym ten wzrost.
