空分产出气体纯度关乎下游诸多产业生产质量,从电子芯片制造对高纯氮需求,到医疗用氧标准,精准把控气体纯度是关键技术挑战。
原料空气品质首当其冲,空气中的杂质,如微量水分、二氧化碳、碳氢化合物等,若预处理不彻底,进入精馏塔会干扰分离过程,降低产品纯度。在空分设备长期运行中,设备内部泄漏也不容小觑,精馏塔密封不严、管道接头松动,会使产品气混入其他组分。再者,精馏塔操作参数波动,像回流比、进料速度突变,破坏稳定精馏工况,导致纯度偏差。
气体纯度在线分析仪是 “火眼金睛”,基于不同原理实现精准检测。热导式分析仪利用不同气体热导率差异,精准测量氧气、氮气等常见组分浓度;红外吸收式分析仪,特定气体对红外光有特征吸收峰,借此测定微量杂质含量。分析仪实时反馈数据至控制系统,一旦纯度偏离设定值,即刻触发调整机制,把偏差扼杀在萌芽状态。
如前文所述,精馏塔是纯度控制关键战场。自动化控制系统依据在线检测纯度数据,微调回流比,产品气纯度稍低,适度增大回流比强化分离;纯度达标且偏高,适当回调避免过度精馏耗能。同时,调整进料位置、进料速度,让塔内气液分布契合当前纯度维持需求,通过多参数协同动态调控,确保产出气体时刻贴合高纯度标准。
分子筛吸附器常用于原料空气深度净化,凭借其多孔结构对水分、二氧化碳有极强吸附力,保障入塔空气纯净。对于超纯气体生产,还会引入低温精馏后净化工艺,利用低温下杂质凝固点差异,进一步脱除微量难分离杂质,配合前端精馏与吸附净化,为各行业呈上高纯度 “底气”,满足高端制造严苛需求。