Planta de producción de gas de neón y helio de xenón criogénico Krypton
Los gases raros, también conocidos como gases nobles, son los elementos más inertes y no reactivos conocidos por el hombre. Se encuentran en concentraciones muy bajas en el medio ambiente (0,001818% neón, 0,000114% criptón y 0,0000087% xenón) y son fabricados por unidades de separación de aire (ASU). Debido a sus propiedades químicas únicas, los expertos han encontrado aplicaciones muy novedosas e interesantes para ellos.
La mayoría de los gases raros son muy estables, como tal su energía de ionización es muy alta. Esto los hace muy útiles como fuentes de haz de iones para limpiar, cortar o soldar materiales.
Otra propiedad es su capacidad única para producir luz brillante, que puede ser en forma de láser (láser de neón/helio) o una fuente de luz (xenón). Por último, son gases muy pesados y densos, por lo que se utilizan en motores de propulsión o en aislamiento de ventanas. Los gases raros son llamados así porque están presentes en cantidades muy pequeñas en el aire.
El xenón es raro con solo 90 gramos de 1 millones de kilogramos de la atmósfera de la Tierra. Se extrae comercialmente solamente de grandes plantas de separación de aire que producen más de 1.000 toneladas de oxígeno al día.
WOBO tiene tecnologías de purificación eficientes necesarias para eliminar impurezas como el argón y el nitrógeno que son muy inertes. Transfilamos gases raros en botellas en nuestras plantas de alta pureza en Asia para ser utilizados en segmentos industriales de alto valor.
La separación de criptón, xenón, neón y helio en el espacio criogénico suele implicar un proceso multifase conocido como destilación criogénica o destilación fraccionada criogénica. Este proceso aprovecha los diferentes puntos de ebullición de estos gases para separarlos en función de sus volatilidades relativas. Aquí tiene una descripción general del proceso:
1. Compresión: La mezcla de gas que contiene criptón, xenón, neón y helio se comprime primero para aumentar la presión. Esto ayuda a prepararlo para las etapas de enfriamiento posteriores.
2. Preenfriamiento: La mezcla de gas se somete a preenfriamiento utilizando intercambiadores de calor. Se enfría típicamente por el contrafluir contra un gas o líquido más frío, como nitrógeno líquido u oxígeno líquido, para eliminar parte del calor y reducir la temperatura.
3. Separación inicial: La mezcla de gas preenfriada se introduce en una columna, normalmente una columna de destilación o una columna de fraccionamiento. Esta columna consta de varias etapas o bandejas. A medida que la mezcla fluye hacia arriba, se somete a una mayor refrigeración y a una condensación parcial.
4. Fraccionamiento: La columna está equipada con una caldera en la parte inferior y un condensador en la parte superior. Se aplica calor a la recaldera, haciendo que el líquido en el fondo se evapore y suba a través de la columna. A medida que la mezcla de gas asciende, comienza a condensarse en diferentes etapas, con los componentes más pesados condensándose en etapas más bajas y los más ligeros condensándose en etapas más altas.
Reflujo: El líquido condensado de la parte superior de la columna, conocido como producto de la cabeza, se recoge y se reajusta parcialmente a la columna. 5 Este reflujo ayuda a mejorar la eficiencia de separación lavando los componentes más pesados, permitiendo una mayor purificación.
6. Recogida de productos: En las distintas etapas de la columna, se recogen diferentes fracciones enriquecidas en criptón, xenón, neón y helio como productos individuales. Los puntos de recogida precisos se determinan por los puntos de ebullición y las volatilidades de los gases.
7. Repetición y optimización: El proceso de destilación se realiza normalmente en múltiples columnas o en etapas repetidas para lograr purezas y recuperaciones más altas de los gases deseados. Las condiciones de temperatura, presión y relación de reflujo se ajustan para optimizar la eficiencia de separación.
| impurezas ppm |
N2 |
O2+Ar |
H2 |
CO |
CO2 |
CH4 |
| XE |
Diseño |
1,5 |
0,5 |
0,5 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
| Real |
0,3 |
0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
| Kr |
Diseño |
2 |
1,5 |
1,5 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
| Real |
0,3 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
| Rendimiento |
100~400Nm3/h |
| impurezas ppm |
N2 |
O2+Ar |
H2 |
CO |
CO2 |
CH4 |
H2O |
| Él |
Diseño |
1,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
1 |
| Real |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,2 |
| No |
|
0,5 |
1 |
1 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
| Real |
<0,2 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,2 |
| Rendimiento |
10~100 Nm3/h |
|
1. Equipos de extracción y separación de criptón-xenón-neón-helio de alta pureza desarrollados, diseñados y fabricados de forma independiente.
2. La pureza del gas de criptón, gas de xenón, gas de neón, gas de helio, dióxido de carbono, Y el oxígeno líquido puede alcanzar 6N (99,9999%), cumpliendo completamente con los requisitos de industrias como semiconductores, pantallas planas, aeroespacial y medicina.
3. El mayor equipo de separación de neón-helio fabricado y operado en el país, con una capacidad de producción de gas de neón de hasta 90.000 Nm3/año, ha proporcionado más de 20 equipos de preconcentración de kriptón-xenón y 8 equipos de refinado de kriptón-xenón a fabricantes nacionales y extranjeros.
4. El equipo de separación criogénica de aire puede ampliarse o reducirse según la capacidad de producción requerida. Tanto si se trata de una instalación de laboratorio a pequeña escala como de una fábrica industrial a gran escala, la tecnología de destilación criogénica ofrece flexibilidad y escalabilidad para satisfacer diferentes requisitos de producción.
5. El proceso de separación criogénica del aire tiene un impacto ambiental relativamente bajo. Los gases se enfrían y destilaron a bajas temperaturas sin necesidad de reacciones químicas ni procesos importantes de uso intensivo de energía. Los gases recuperados, especialmente el helio, son un recurso limitado y valioso que puede protegerse y utilizarse de manera eficaz.
6. Se puede lograr una producción personalizada para satisfacer las diversas necesidades de los diferentes clientes.
Neon/Krypton/Xenon/Helium aplicaciones principales
Krypton (Kr):
1. Iluminación: Krypton se utiliza en ciertos tipos de lámparas incandescentes y luces fluorescentes para mejorar su eficiencia y reproducción de color.
Tecnología láser: Krypton se utiliza en láseres de gas, particularmente en láseres de alta potencia y excimer, para aplicaciones tales como investigación científica, corte láser y procedimientos médicos. 2
3. Ventanas aislantes: Krypton se utiliza a veces como un gas de relleno en ventanas aislantes para mejorar su eficiencia energética al reducir la transferencia de calor.
Xenón (Xe):
1. Iluminación: El xenón se utiliza comúnmente en lámparas de descarga de alta intensidad (HID), como faros de automoción y proyectores de cine, debido a su alto brillo y temperatura de color.
2. Medical Imaging: Xenon se emplea en las técnicas de TC de xenón y RM de xenón para obtener imágenes de ventilación pulmonar y mejorar la calidad de las imágenes por resonancia magnética.
3. Propulsión espacial: Las propulsoras de iones, que utilizan el xenón como propulsor, se utilizan en la propulsión de naves espaciales para misiones que requieren un control preciso y empuje de larga duración.
Neón (NE):
1. Señales e iluminación de neón: El gas de neón se utiliza ampliamente en señalización e iluminación debido a su distintivo brillo rojo-naranja brillante. A menudo se mezcla con otros gases para producir una gama de colores.
2. Indicadores de alto voltaje: Las lámparas de neón se utilizan como indicadores visuales en dispositivos electrónicos para mostrar la presencia de voltaje o señal.
3. Criogenia: El neón se utiliza como refrigerante criogénico en ciertas aplicaciones que requieren temperaturas extremadamente bajas.
Helio (he):
1. Globos y naves aéreas: El helio se utiliza comúnmente para llenar globos y naves aéreas debido a sus propiedades de encendedor de aire.
2. Criogenia: El helio se utiliza como refrigerante criogénico en diversas aplicaciones, incluyendo imanes superconductores en máquinas de RM y aceleradores de partículas.
3. Detección de fugas: El helio es un gas ideal para la detección de fugas debido a su baja concentración en la atmósfera y su capacidad para penetrar fácilmente pequeñas fugas.
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