हांग्जो नुझुओ प्रौद्योगिकी समूह कं, लिमिटेड।

गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण एक ऐसी प्रक्रिया है जो निम्न-तापमान तकनीक का उपयोग करके वायु से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य गैसों को पृथक करती है। एक उन्नत औद्योगिक गैस उत्पादन विधि के रूप में, गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण का व्यापक रूप से धातुकर्म, रसायन अभियांत्रिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में उपयोग किया जाता है। पूर्ण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण के डिज़ाइन के लिए न केवल तकनीकी सटीकता की आवश्यकता होती है, बल्कि स्थिर संचालन और आर्थिक लाभ सुनिश्चित करने के लिए औद्योगिक मानकों और ग्राहक आवश्यकताओं का अनुपालन भी आवश्यक है। यह लेख पूर्ण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की डिज़ाइन आवश्यकताओं पर चर्चा करेगा, जिसमें मुख्य डिज़ाइन संबंधी विचार, इंजीनियरिंग बिंदु और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सावधानियाँ शामिल हैं।

1. डिज़ाइन की बुनियादी आवश्यकताएं
पूर्ण डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण डिज़ाइन करते समय, निर्धारित की जाने वाली पहली बुनियादी आवश्यकताओं में उत्पादन क्षमता, कच्ची हवा की स्थिति, उत्पाद की शुद्धता और मात्रा आदि शामिल हैं। विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों के आधार पर, पूर्ण डीप क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की उत्पादन क्षमता बहुत भिन्न होती है, जो आम तौर पर सैकड़ों से लेकर हज़ारों घन मीटर प्रति घंटे तक होती है। इसके अलावा, कच्ची हवा में मौजूद नमी और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी अशुद्धियों को पूर्व-उपचार चरण के माध्यम से हटाया जाना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपकरण स्थिर और अविच्छिन्न परिस्थितियों में डीप क्रायोजेनिक संचालन कर सके। इसलिए, पूर्व-उपचार प्रणाली के डिज़ाइन में स्थानीय वायु के प्रदूषक स्तर और उपकरण के परिचालन वातावरण पर पूरी तरह से विचार किया जाना चाहिए।
2. सिस्टम डिज़ाइन संबंधी विचार
गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की डिज़ाइन प्रक्रिया में कई प्रमुख प्रणालियाँ शामिल होती हैं, जिनमें संपीड़न प्रणाली, ऊष्मा विनिमय प्रणाली, पृथक्करण टॉवर प्रणाली और आसवन प्रणाली शामिल हैं। संपीड़न प्रणाली के डिज़ाइन को गहन क्रायोजेनिक पृथक्करण के लिए उपयुक्त उच्च-दाब वायु की कुशल और विश्वसनीय आपूर्ति सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है। ऊष्मा विनिमायक गहन क्रायोजेनिक प्रक्रिया के कार्यान्वयन को सुनिश्चित करने वाले मुख्य घटक हैं, जिसके लिए उच्च तापीय दक्षता की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, प्लेट-फिन ऊष्मा विनिमायक का उपयोग कुशल ऊष्मा स्थानांतरण और समान गैस प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। साथ ही, पृथक्करण टॉवर और आसवन प्रणाली के डिज़ाइन को उत्पादित गैस की शुद्धता की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है, इसलिए पैकिंग, ट्रे का चयन और आसवन प्रक्रिया की स्थितियों का अनुकूलन भी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आसवन टॉवर में, विभिन्न गैस घटकों को बार-बार ऊष्मा विनिमय और संघनन वाष्पीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से प्रभावी ढंग से अलग किया जाता है, जिससे उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या आर्गन गैसें बनती हैं।
3. स्वचालन और नियंत्रण प्रणाली
स्वचालन नियंत्रण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण प्रणालियों के डिज़ाइन का एक अनिवार्य हिस्सा है। आधुनिक पूर्ण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण आमतौर पर तापमान, दबाव और प्रवाह जैसे मापदंडों पर सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए एक पूर्ण स्वचालित नियंत्रण प्रणाली को एकीकृत करते हैं। यह न केवल परिचालन कठिनाई को काफी कम करता है, बल्कि प्रणाली की सुरक्षा और स्थिरता में भी सुधार करता है। प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली में आमतौर पर PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) और DCS (डिस्ट्रिब्यूटेड कंट्रोल सिस्टम) होते हैं, जो नियंत्रण और अनुकूलन के लिए वास्तविक समय में प्रमुख मापदंडों को एकत्रित करते हैं, जिससे विभिन्न भार स्थितियों में उपकरणों का स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है। आपात स्थितियों से निपटने के लिए, नियंत्रण प्रणाली में दोष निदान क्षमताएँ भी होनी चाहिए, जो संभावित समस्याओं का तुरंत पता लगाने और उनके अनुसार उपाय करने में सक्षम हों।

4. ऊर्जा बचत और पर्यावरण संरक्षण संबंधी विचार
गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरणों के डिज़ाइन में ऊर्जा की बचत एक महत्वपूर्ण विचार है। कंप्रेसर और हीट एक्सचेंजर्स का कुशल डिज़ाइन ऊर्जा खपत को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति एक सामान्य ऊर्जा-बचत उपाय है, जो प्रशीतन प्रक्रिया से निकलने वाली अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग अन्य प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा सहायता प्रदान करने के लिए कर सकता है, जिससे समग्र ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार होता है। पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में, गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण डिज़ाइन को उत्पादन प्रक्रिया में संभावित पर्यावरण प्रदूषण समस्याओं, जैसे ध्वनि प्रदूषण और निकास गैस उत्सर्जन, पर पूरी तरह से विचार करने की आवश्यकता है। डिज़ाइन चरण के दौरान, प्रासंगिक पर्यावरण संरक्षण नियमों और मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ध्वनि इन्सुलेशन उपचार और उचित निकास गैस उपचार योजनाओं को शामिल किया जाना चाहिए।
5. लागत-प्रभावशीलता और उपकरण चयन
संपूर्ण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की लागत-प्रभावशीलता का आकलन सीधे उसके डिज़ाइन और चयन को प्रभावित करता है। उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करने के आधार पर, उपकरणों का चयन और पैमाना प्रारंभिक निवेश लागत और परिचालन लागत के संदर्भ में यथासंभव कम होना चाहिए। निर्माण सामग्री का चयन, ऊष्मा विनिमय दक्षता, संपीडकों के प्रकार और प्रक्रिया प्रवाह विकल्प, लागत-प्रभावशीलता को प्रभावित करने वाले सभी प्रमुख कारक हैं। उचित उपकरण चयन न केवल प्रारंभिक निवेश को कम करता है, बल्कि दीर्घावधि में रखरखाव और परिचालन लागत को भी प्रभावी ढंग से कम करता है, जिससे उत्पादन प्रक्रिया के दौरान उच्च आर्थिक लाभ प्राप्त होता है।
6. ऑन-साइट स्थापना और कमीशनिंग
संपूर्ण गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण का डिज़ाइन केवल ड्राइंग चरण तक सीमित नहीं है; इसमें साइट पर स्थापना और कमीशनिंग की आवश्यकताओं पर भी विचार करना आवश्यक है। स्थापना चरण के दौरान, पाइप कनेक्शनों में रिसाव से बचने के लिए प्रत्येक घटक का सटीक संरेखण सुनिश्चित किया जाना चाहिए। कमीशनिंग प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करने के लिए कि उपकरण अपनी इष्टतम स्थिति में संचालित हो रहा है, प्रत्येक प्रणाली की संचालन स्थिति का व्यापक निरीक्षण आवश्यक है। गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण की जटिलता के कारण, कमीशनिंग आमतौर पर एक पेशेवर इंजीनियरिंग टीम द्वारा की जाती है, जिसमें गैस शुद्धता, दबाव और प्रवाह दर जैसे मापदंडों के कई परीक्षण और समायोजन शामिल होते हैं, जो अंततः डिज़ाइन आवश्यकताओं और ग्राहक मानकों को पूरा करते हैं।
औद्योगिक माँगों और तकनीकी प्रगति में निरंतर परिवर्तन के साथ, गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरणों के डिज़ाइन को भी निरंतर अनुकूलित किया जा रहा है। भविष्य के गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण बुद्धिमत्ता और पर्यावरण-अनुकूलता पर अधिक ज़ोर देंगे। उन्नत संवेदन तकनीकों और इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IoT) तकनीकों को अपनाकर, उपकरण दूरस्थ निगरानी और प्रबंधन प्राप्त कर सकते हैं, और ऊर्जा खपत को अधिक प्रभावी ढंग से अनुकूलित कर सकते हैं। इसके अलावा, नई सामग्रियों, जैसे कि कुशल ताप विनिमायक सामग्री और कम तापमान प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री, का अनुप्रयोग उपकरणों के प्रदर्शन और जीवनकाल को और बेहतर बनाएगा। ऊर्जा संरचना के निरंतर परिवर्तन के संदर्भ में, गहन क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरणों का हाइड्रोजन जैसी स्वच्छ ऊर्जा के उत्पादन में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा, जो कार्बन तटस्थता लक्ष्य की प्राप्ति में योगदान देगा।

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