공기 분리 장치란 무엇입니까?

공기 분리 장치 (ASU)는 대기를 주요 구성 요소인 질소, 산소, 때로는 아르곤 및 기타 희가스로 분리하도록 설계된 산업 시설입니다. 이 장치는 다양한 산업 분야에서 요구되는 고순도 가스를 생산하는 데 필수적입니다. ASU의 일반적인 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 공기 압축기 : 대기 공기를 압축합니다.

공기 정화 시스템 : 불순물을 제거합니다.

열 교환기 : 압축 공기를 냉각합니다.

극저온 냉각 시스템 : 공기를 액화합니다.

증류탑 : 공기를 구성 요소로 분리합니다.

 

공기 분리 장치는 어떻게 작동합니까?

ASU에서 사용되는 주요 기술은 분별 증류입니다. 프로세스의 단계별 개요는 다음과 같습니다.

압축 : 대기 공기가 ASU로 유입되어 일련의 압축기를 통과하여 압력을 일반적으로 5~10bar 게이지로 높입니다. 이 단계는 후속 냉각 및 분리 프로세스의 효율성을 향상시킵니다.

정화 : 압축공기를 정화하여 수분, 이산화탄소, 미량 오염물질 등의 불순물을 제거합니다. 이러한 정화는 분리된 가스의 순도를 높이고 극저온 장비의 동결이나 막힘을 방지하는 데 중요합니다.

냉각 : 정화된 압축 공기는 열 교환기와 냉동 사이클을 사용하여 극저온으로 냉각됩니다. 이 냉각 과정은 공기를 액화시켜 끓는점의 차이에 따른 분리를 촉진합니다.

분리 : 액화 공기는 증류 컬럼(또는 여러 컬럼)으로 공급되어 주요 구성 요소로 분리됩니다.

• 질소 : -196°C(-321°F)에서 끓습니다.
• 산소 : -183°C(-297°F)에서 끓습니다.
• 아르곤 (분리된 경우): -186°C(-303°F)에서 끓습니다.

공기가 기둥 위로 올라감에 따라 점차 따뜻해지면서 다양한 구성 요소가 각각의 끓는점에서 증발하게 됩니다. 예를 들어, 산소가 풍부한 증기는 위로 올라가고, 질소가 풍부한 액체는 바닥에 모입니다. 아르곤은 일반적으로 컬럼의 중간 지점에서 추출됩니다.

수집, 보관 및 배송 : 분리된 가스는 가압 탱크 또는 극저온 탱크에 수집되어 저장됩니다. 그런 다음 이러한 가스는 다양한 응용 분야의 특정 순도 요구 사항에 따라 분배됩니다.

ASU의 효율성은 열교환기와 분리 컬럼의 긴밀한 통합에 크게 좌우됩니다.

 

ASU의 응용

보건 의료

산소 공급 : 호흡 보조 및 마취를 포함한 의료용으로 매우 중요합니다.

기타 기술 가스 : 다양한 의료 응용 분야에 사용됩니다.

산업 공정

금속 제조 : 산소와 질소는 절단, 용접 및 기타 금속 가공 공정에 사용됩니다.

화학 생산 : ASU의 가스는 화학 물질 합성에 사용됩니다.

폐수 처리 : 산소는 생물학적 처리 공정을 향상시키는 데 사용됩니다.

반도체 제조 : 웨이퍼 제조, 디바이스 제조 등의 공정에는 고순도 가스가 필수적입니다.

음식 및 음료

질소 : 유통기한을 연장하기 위해 식품을 포장하고 보존하는 데 사용됩니다.

에너지 생산

연소공정 : 발전소, 제철소 등에 고순도 산소를 사용하여 연소효율을 높이고 배출가스를 줄입니다.

 

결론

공기 분리 장치는 고순도 산업용 가스를 생산하는 초석 기술입니다. 효율적이고 비용 효율적으로 공기를 주요 구성 요소로 분리하는 능력은 의료, 산업 공정, 식품 및 음료 산업, 에너지 생산 전반에 걸쳐 광범위하게 응용됩니다. 이러한 가스에 대한 수요가 증가함에 따라 극저온 공학의 발전과 다양한 응용 분야에서 고순도 가스에 대한 수요 증가로 인해 ASU의 역할은 계속 확대될 것입니다.