परिचय
संसाधन-बचत और पर्यावरण के अनुकूल समाज के प्रस्ताव के साथ, लोगों ने संसाधनों के तर्कसंगत उपयोग के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाया है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसी औद्योगिक गैसों को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण साधन के रूप में, वायु पृथक्करण प्रौद्योगिकी की दक्षता और पर्यावरण संरक्षण ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है। क्रायोजेनिक पृथक्करण विधि और झिल्ली पृथक्करण विधि वर्तमान में दो मुख्यधारा वायु पृथक्करण प्रौद्योगिकियां हैं, जिनमें से प्रत्येक अद्वितीय लाभ और लागू परिदृश्यों के साथ है। इस पत्र का उद्देश्य इन दो तरीकों और उनके संबंधित वायु पृथक्करण उपकरणों के सिद्धांतों का विश्लेषण करना है, और तकनीकी संयोजन के माध्यम से अधिक कुशल गैस पृथक्करण और संसाधन उपयोग को प्राप्त करने का पता लगाना है।
क्रायोजेनिक पृथक्करण विधि
बुनियादी सिद्धांत
क्रायोजेनिक पृथक्करण विधि एक ऐसी तकनीक है जो कम तापमान पर हवा को तरलीकृत करती है और उबलते बिंदुओं में अंतर के अनुसार गैसों को अलग करती है। इसके मुख्य चरणों में शामिल हैं:
वायु संपीड़न और शुद्धिकरण: हवा को फ़िल्टर किए जाने, संपीड़ित और ठंडा होने के बाद, इसे नमी और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी अशुद्धियों को दूर करने के लिए एक सूखी शोधक के माध्यम से पारित किया जाता है।
परिसमापन और अंशांकन: शुद्ध हवा को मुख्य हीट एक्सचेंजर में तरलीकृत किया जाता है और फिर आसवन टॉवर में प्रवेश करता है। अंशांकन के माध्यम से, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी गैसों को अलग -अलग उबलते बिंदुओं के कारण अलग किया जाता है।
हवाई पृथक्करण उपकरण
क्रायोजेनिक पृथक्करण विधि के उपकरण में मुख्य रूप से निम्नलिखित भाग शामिल हैं:
कंप्रेसर: हवा के दबाव को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है।
कूलिंग डिवाइस: द्रवीकरण प्राप्त करने के लिए हवा के तापमान को कम करें।
आसवन टॉवर: अंश के माध्यम से गैस पृथक्करण प्राप्त करें।
तरल गैस भंडारण कंटेनर: अलग -अलग तरल गैस के सुरक्षित भंडारण और परिवहन सुनिश्चित करें।
लाभ: उच्च पृथक्करण शुद्धता, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
नुकसान: उच्च ऊर्जा की खपत, जटिल उपकरण, हवा में उच्च सामग्री (जैसे नाइट्रोजन और ऑक्सीजन) के साथ गैसों को अलग करने के लिए उपयुक्त।
झिल्ली पृथक्करण विधि
बुनियादी सिद्धांत
झिल्ली पृथक्करण विधि झिल्ली की सतह पर गैस अणुओं के सोखना और प्रसार दरों में अंतर के आधार पर एक पृथक्करण तकनीक है। इसका कार्य सिद्धांत इस प्रकार है:
चयनात्मक पारगमन: दबाव में, गैस मिश्रण बहुलक झिल्ली से गुजरता है, छोटे अणु (जैसे ऑक्सीजन) जल्दी से गुजरते हैं, और बड़े अणुओं (जैसे नाइट्रोजन) को बरकरार रखा जाता है।
पृथक्करण और संग्रह: विभिन्न गैसों को क्रमशः पारगमन पक्ष और झिल्ली के प्रतिधारण पक्ष के माध्यम से एकत्र किया जाता है।
हवाई पृथक्करण उपकरण
झिल्ली पृथक्करण डिवाइस में मुख्य रूप से निम्नलिखित भाग शामिल हैं:
संपीड़न उपकरण: गैस के लिए झिल्ली से गुजरने के लिए आवश्यक दबाव प्रदान करता है।
झिल्ली विधानसभा: कोर पृथक्करण इकाई, सामग्री में सेलूलोज़ डेरिवेटिव, सिंथेटिक पॉलिमर, आदि शामिल हैं।
संग्रह प्रणाली: अलग -अलग गैसों के भंडारण और उपयोग के लिए उपयोग किया जाता है।
लाभ: कम ऊर्जा की खपत, कोई रासायनिक प्रतिक्रिया, सरल उपकरण, मजबूत अनुकूलनशीलता।
नुकसान: पृथक्करण शुद्धता अपेक्षाकृत कम है, छोटे पैमाने पर या विशिष्ट गैस पृथक्करण की जरूरतों के लिए उपयुक्त है।
क्रायोजेनिक पृथक्करण विधि और झिल्ली पृथक्करण विधि का संयोजन
दो प्रौद्योगिकियों के लाभों को मिलाकर, एक अधिक कुशल वायु पृथक्करण उपकरण डिजाइन किया जा सकता है:
प्रारंभिक पृथक्करण: गैस के हिस्से को जल्दी से अलग करने और क्रायोजेनिक पृथक्करण के भार को कम करने के लिए झिल्ली पृथक्करण विधि का उपयोग करें।
गहरी शुद्धि: झिल्ली पृथक्करण के बाद गैस को उच्च शुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए क्रायोजेनिक पृथक्करण द्वारा शुद्ध किया जाता है।
आवेदन के मामले:
नाइट्रोजन उत्पादन में, झिल्ली पृथक्करण जल्दी से कच्चे नाइट्रोजन को निकाल सकता है, और क्रायोजेनिक पृथक्करण का उपयोग इसे 99.5%से अधिक को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
हाइड्रोजन रिकवरी में, झिल्ली पृथक्करण का उपयोग दिखावा के लिए किया जाता है, और क्रायोजेनिक पृथक्करण अंतिम पृथक्करण को पूरा करता है।
लाभ:
समग्र ऊर्जा की खपत को कम करें।
पृथक्करण दक्षता और संसाधन उपयोग में सुधार।
निष्कर्ष
क्रायोजेनिक पृथक्करण और झिल्ली पृथक्करण की हवा पृथक्करण के क्षेत्र में अपनी विशेषताएं हैं। पूर्व उच्च शुद्धता और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है, जबकि बाद वाला कम ऊर्जा की खपत और लचीले संचालन के लिए उपयुक्त है। दो प्रौद्योगिकियों के संयोजन से, वायु पृथक्करण इकाइयों की दक्षता और अर्थव्यवस्था को अनुकूलित किया जा सकता है, जो कुशल संसाधन उपयोग और पर्यावरण संरक्षण के लिए तकनीकी सहायता प्रदान करता है। भविष्य में, झिल्ली सामग्री के नवाचार और क्रायोजेनिक प्रौद्योगिकी के सुधार के साथ, वायु पृथक्करण प्रौद्योगिकी एक व्यापक विकास संभावना में प्रवेश करेगी।
