La tecnología de separación de aire (AST) es el proceso de separar físicamente los componentes principales del aire-oxígeno, nitrógeno y otros gases raros-mediante métodos físicos. Con el desarrollo de la industria, particularmente en los sectores del acero, la química y la electrónica, la demanda de oxígeno y nitrógeno de alta-pureza continúa aumentando, lo que impulsa el desarrollo de la tecnología ASU y sus equipos asociados. Este artículo explicará los principales tipos de ASU y analizará su historial de desarrollo.
Clasificación de unidades de separación de aire.
1. Método de destilación a baja temperatura.
La destilación criogénica es una de las tecnologías de separación de aire más utilizadas actualmente. Funciona enfriando el aire a temperaturas muy bajas, licuándolo y luego separando los diferentes componentes en función de sus diferentes puntos de ebullición. Este método puede producir oxígeno y nitrógeno de alta-pureza y se usa ampliamente en la metalurgia, la química y otras industrias.
Los datos muestran que en 2025, alrededor del 70% de la producción mundial de oxígeno dependerá de la destilación criogénica. Debido a su alta eficiencia y estabilidad, se espera que este ratio se mantenga estable en los próximos años.
2. Adsorción por cambio de presión (PSA)
La adsorción por cambio de presión es una tecnología de separación basada en la diferencia en la capacidad de adsorción de diferentes gases en superficies sólidas. Esta tecnología tiene las características de funcionamiento sencillo y bajo consumo de energía, y es especialmente adecuada para la producción de oxígeno o nitrógeno a pequeña y mediana-escala.
Según las últimas investigaciones, a partir de 2025, la proporción de equipos que utilicen adsorción por oscilación de presión para producir oxígeno en el mundo alcanzará alrededor del 20%, especialmente en el campo médico.
3. Método de separación de membranas
La separación por membranas utiliza membranas hechas de materiales específicos para separar selectivamente los componentes del aire. Aunque su pureza no es tan buena como la de los dos primeros métodos, muestra ventajas únicas en campos como el suministro de oxígeno de emergencia debido a su portabilidad y flexibilidad.
Para 2025, la tecnología de separación por membranas representará aproximadamente el 5% del mercado mundial de separación de aire, mostrando una tendencia de crecimiento constante.
Historia del desarrollo
1. Etapa de exploración temprana (principios y mediados del siglo XX)
En esta etapa, los científicos comenzaron a experimentar con técnicas criogénicas para separar componentes en el aire. En 1902, el químico alemán Carl von Linde desarrolló con éxito la primera máquina para licuar aire, lo que marcó el comienzo de la tecnología moderna de separación de aire. A mediados del siglo XX, con el avance de la tecnología de refrigeración y la ciencia de los materiales, la destilación criogénica se convirtió gradualmente en algo común.
2. Período de madurez de la tecnología (mediados-a-finales del siglo XX y principios del siglo XXI)
A medida que aumentó la demanda de oxígeno, especialmente en las industrias metalúrgica y química, se mejoraron y desarrollaron aún más los métodos de destilación criogénica. Al mismo tiempo, el método de adsorción por cambio de presión también recibió atención durante este período y comenzó a aplicarse comercialmente. Después de entrar en el siglo XXI, con la mejora de la conciencia sobre la protección del medio ambiente y los avances tecnológicos, también se han desarrollado tecnologías de separación más eficientes y respetuosas con el medio ambiente, como la separación por membranas.
3. Innovación y desarrollo modernos (siglo XXI hasta la actualidad)
Desde que entramos en el siglo XXI, con el desarrollo de nuevas energías, nuevos materiales y tecnologías de la información, la tecnología de separación de aire ha marcado el comienzo de nuevas oportunidades de desarrollo. Por ejemplo, la introducción de sistemas de control inteligentes hace que el funcionamiento de las unidades de separación de aire sea más preciso y eficiente; la aplicación de nuevos materiales mejora la eficiencia de separación y reduce el consumo de energía. Además, con el enfoque global en el desarrollo sostenible, cómo reducir el consumo de energía y el impacto ambiental durante el proceso de separación del aire se ha convertido en un tema de investigación.
La historia del desarrollo de las plantas de separación de aire refleja el progreso tecnológico de la sociedad humana. Desde el método inicial de destilación criogénica hasta la situación actual en la que coexisten múltiples tecnologías, cada innovación tecnológica ha promovido en gran medida el desarrollo de industrias relacionadas. En el futuro, con la continua innovación tecnológica y los cambios en las necesidades sociales, la tecnología de separación de aire y gas Shenger seguirá desarrollándose en una dirección más eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Se espera que el mercado mundial de separación de aire alcance un nuevo nivel para 2030, y que la aplicación de nuevas tecnologías se convierta en un factor clave que impulse este crecimiento.
