【摘 要】在产品的生产中，有很多地方需要用到空气分离技术。近年来，科学技术水平不断发展，各种技术手段和理念日新月异，深冷技术作为使用时间最长的空气分离技术，经过长时间的使用和创新，其技术在理念和方法等各个方面都有了很大的改善和进步。深冷技术由于使用时间长，使用范围广，其技术已经相对成熟，深冷技术的使用在很大程度上推动了我国的经济发展和社会进步，具有突出的贡献。本文对深冷技术的运用进行了探究。
【关键词】深冷技术；空气分离；运用研究
通过在非低温的温度下进行操作达到分离空气的目的，这种方法叫做常温空分，常温空分又细分为变压吸附分离和膜分离两种。还可以通过在极低的温度下进行操作来分离空气，这种方法叫做深冷空分，本文主要研究深冷空分在空气分离中的应用。可以通过深冷技术将金属材料的温度降低到室温一下的某个特定的温度值，从而改变金属材料的相关性能。深冷技术作为最早出现的空气分离技术，经过长时间的使用，随着时代的发展和科学技术水平的进步，在各方面都有了完善和改革，其技术和手段已经十分成熟，对深冷技术的运用也越来越多。为进一步了解深冷技术的应用，以下对深冷技术进行了简单的介绍，并研究了深冷技术在空气分离设备中的运用。
一、 对深冷技术的介绍
在进行深冷加工时，金属材料中有些过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会有所降低，此时，会有析出超细小的碳化合物，这种碳化合物和基体保持着共格的关系，这样金属材料的晶格畸变的现象就会大大减少，具有良好的性能。不仅如此，这些碳化物还可以减少位错运动的发生，宏观物体的性能由微观性质决定，通过深冷技术改变了金属材料的微观性质，从而影响了金属材料的宏观性能，由于超微细的碳化物会沿着马氏体析出，减弱了晶界的脆化作用，加大了金属材料的强度。由于在深冷加工过程中，金属材料的基体组织得到了细化，从而使材料的各方面的性能都有了一定程度的提高，可以使材料在安全等方面的性能更好地满足使用的需要，不仅如此，深冷技术还减少了工件淬火的应力，强化了工件的尺寸稳定性。
二、 对深冷技术在空气分离设备中的运用的介绍
多塔低温精馏手段是空气深冷分离技术中的常用手段，通过多塔低温精馏操作获得空气中的氧、氮等成分，通过这种方法获得的氧、氮等产物往往具有较高的纯度。随着科学技术的发展，目前存在着两种空气分离的技术手段，一种是在非低温的条件下进行的常温空气分离技术，这种方式又分为变压吸附分离和膜分离这两种；另一种空气分离技术是需要在低温条件下进行的深冷空气分离技术。在长时间使用深冷分离技术的过程中，人们不断对深冷技术的理念、手段和方法等进行完善和创新，目前我国的深冷技术已经有了很大的发展，其在空气分离技术中的应用也越来越广泛。目前，深冷技术在空气分离技术中的应用主要在以下几个方面。
1.由高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器等组成压缩空气净化组件。首先空气通过空气压缩机进行压缩处理，空气中大部分的水、油等杂质在经过高效除油器时进行排除，再让空气进入冷冻式干燥机，排出多余的水分，得到干燥的空气，然后用精密过滤器进行更精密的除杂处理，余下的油可以用活动式过滤器除去，其中的活性炭可以有效保护碳分子筛，延长了设备的使用寿命，用这种方法可以大大减少产品中的杂质，在一定程度上保证产品的纯度。
2.空气缓冲罐组件。空气缓冲罐以及相关的阀门仪表等组成了空气缓冲罐组件，空气缓冲罐在空气分离操作中主要起到缓冲的作用，可以缓解在切换时瞬间气流对滤芯的冲击，还可以降低气流脉动的效果，从而降低系统的压力波动，可以降低气流对分子筛的冲击，减少分子筛粉化现象的发生，在一定程度上，能够保证分子筛的使用寿命。使用空气缓冲罐组件可以迅速提高吸附塔中的压力，及时达到工作所需的高压范围，与此同时，这种方法还可以在一定程度上保证各种设备的可靠性和稳定性。
3.吸附塔、压紧装置、附属阀门以及一些由相应的仪表组成氧氮分离系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆复合床结构的吸附塔分A塔和B塔，用伸展扭转振动填充的方式将进口的碳分子筛装进塔内可以保证碳分子筛的均匀性。通过空气净化组件的经过除杂后的净化压缩空气先从A塔的入口端进入，经过碳分子筛之后向下留到出口端，在这个过程中，吸收走了净化压缩空气中的大部分的氧气、二氧化碳和水，而留下的氮气从出口端流出作为这一过程的产物。A塔内的碳分子筛在一定程度内会达到饱和状态，当碳分子筛达到饱和状态之后会自动停止吸附其他物质的操作，这时清洁的压缩空气从B塔进入，在这个过程中氧气被吸收，氮气作为产物流出，同时再生出A塔中的碳分子筛来保证A塔中有充足的碳分子筛来进行吸收的过程。快速将吸附塔降压，使其达到正常水平，在这种条件下，可以再生出氧气、二氧化碳和水，从而可以帮助A塔内的碳分子筛的补充。在这个过程中，A塔和B塔交替工作可以促进压缩空气中氧和氮的分离，帮助氮的产出。
4.氧氮缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀还有放空部件等组成了氧氮缓冲系统。在空气分离技术中对氮气的分离和产出的压力和纯度等进行调解需要用到氧氮缓冲系统，这一系统可以保证产出的氮气的稳定性和连续性。同时，氧氮缓冲系统还可以在A塔和B塔进行交替工作切换的时候，利用塔内的一些气体来回充吸附塔，通过这种方法可以提高吸附塔的压力。
第一套空气分离设备诞生迄今已经有了一百多年的历史，在人们的使用操作过程中，不断发现了新的问题，为满足人们的操作生产等需要，空气分离设备的理论、技术等各个方面都有了很大的改革和创新，深冷分离技术是最早出现的一种空气分离技术，使用的范围也十分广泛，经过多年的使用和完善，深冷分离技术已经十分成熟。在20世纪50年代，为满足为我国的国防需要，增强我国的国防实力，我国从苏联引进了深冷空气分离技术的设备和方法，当时的杭州铁工厂对引进的苏联深冷空气分离设备进行了仿制。随着由于我国科研人员的坚持不懈的刻苦努力，我国的科学技术不断发展，终于在1953年左右，制造出了属于我国自己的深冷空气分离设备，直至今日，我国的深冷空气分离技术都一直在为我国的国民经济和社会发展做着巨大的贡献，并且我国的深冷空气分离技术还在不断的完善和进步，以满足各方面的新的需求。
深冷空气分离技术将空气液化，在此过程中，对空气进行压缩和净化，并进行热交换处理。液态的空气中的主要成分是液态的氧气和液态的氮气，深冷空气分离技术利用两种成分不同的沸点将液态空气进行精馏处理，从而获得液态的氮气。由于整个深冷空气分离技术的操作过程十分复杂，所需的分离设备也十分庞大，对空气进行深冷技术处理需要很大的占地面积，所以建设深冷空气分离的场地的工程量十分巨大，建设的成本包括大量的建筑费用、设备费用以及人力费用等等，所需投资成本很高，但是产生气流的速度较慢，因此需要很长的操作周期，不仅如此，在整个施工和操作过程中，为保证获得气体的质量，对各个方面的要求都很高，综合这些情况进行分析，深冷空气分离技术不适合中、小规模的空气分离处理，而适合大规模的工业制氮。
三、结语：
随着我国社会经济和工业水平的不断发展，深冷空气分离技术必将得到更加广泛的应用。因此，深冷空气分离技术的理论和方法等各方面必将进一步得到完善，在社会需求的推动下趋向专业化、规模化发展，在满足我国各方面的需求、为我国带来经济效益、推动社会发展的同时，得到少耗能、低成本、高效率、绿色环保的突破。
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论文作者:赵蕊霞
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/17
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