EN
ඉහළ මිලක් ගෙන යන සුළු මූලද්රව්ය
ක්රිප්ටෝන් සහ කෙනොන් යනු සාමාන්ය ජනප්රිය නාම නොවේ. නමුත් කිහිපයක් විශේෂිත කර්මාන්ත ක්ෂේත්රවල ඒවා ස්වර්ණය පවා සාමාන්ය යැයි සැලකෙන තරමේ ඉහළ මිලක් ගෙන යයි. හේතුව සරලය: ඒවා වායුගෝලයේ අතිශයින් විරලය. ක්රිප්ටෝන් වායුගෝලයේ පරිසර වායුවේ අංශ 1.1 දහසකට එකක් පමණ වේ. කෙනොන් තවත් විරලය, අංශ 0.086 දහසකට එකක් පමණ වේ. ඒ සම්බන්ධයෙන් සංසන්දනය කිරීම සඳහා, දහසක් දශලක්ෂ ක්යුබික් මීටරයක වායුව සැකසීමෙන් ක්රිප්ටෝන් ක්යුබික් මීටරයක් පමණක් සහ කෙනොන් එයට වඩා කුඩා ප්රමාණයක් ලබා ගත හැක.
එසේ වුවද මෙම වායු අත්යවශ්ය වේ. ක්රිප්ටෝන් ශක්ති-කාර්යක්ෂම කවුළු පිරවීමට, සමහර විශේෂිත විදුලි ආලෝකය සඳහා නිෂ්ක්රිය වායු වාතය සැපයීමට සහ ඉහළ කාර්ය සාධන සීතල පිරිවැය සඳහා භාවිතා වේ. කෙනොන් උපග්රහ ගතිකයේ අයන ධාවක සඳහා ප්රමුඛ ප්රචාලක වායුව වන අතර, සෙමිකන්ඩක්ටර නිෂ්පාදනය සඳහා එක්සිමර් ලේසර වල ක්රියාකාරී වායුව සහ අඳුරු ද්රව්ය පරීක්ෂණවල සොයා ගැනීමේ මාධ්යය වේ. එහි පිරිසිදු කිරීමේ අවශ්යතා අතිශයින් අසාමාන්ය වේ.
මෙම සුක්ෂ්ම සංරචක වායුගෝලයෙන් ප්රතිසාධනය කිරීම වැදගත් නොවේ— ඒවායේ වටිනාකම සඳහා සංකීර්ණත්වය සාධාරණීකරණය කළ හැකි බැවින් එය ආර්ථික වශයෙන් අත්යවශ්ය වේ. කෙසේ වුවද, මෙම ප්රතිසාධන ක්රියාවලිය සියලු ක්රයෝජෙනික් වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලිය අතර වඩාත් අභියෝගාත්මක වූ එකකි.
සාමාන්ය වෙන් කිරීම ක්රියාවලිය ක්රියා නොකරන්නේ ඇයි?
මූලික අභියෝගය සාන්ද්රණයයි. සාමාන්ය වායුගෝලය ප්රධාන වශයෙන් සිතිලියම් සහ ඔක්සිජන් වලින් සමන්විත වන අතර, ආගෝන් එහි පසුව වැඩිපුරම සැහැල්ලු සංරචකය වේ. ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් ඉතා සැහැල්ලු වී ඇති බැවින් සාමාන්ය වායු වෙන් කිරීමේ ඒකකයේ ප්රධාන වෙන් කිරීමේ ස්තූපවල ඒවා පෙනී නොයයි. ඒවා සරලව ඔක්සිජන් ප්රවාහය අනුගමනය කරමින් ද්රව ඔක්සිජන් පාදමේ එකතු වේ.
ඒවා ප්රතිසාධනය කිරීම සඳහා, ක්රියාවලිය ප්රධාන ASU වෙතින් ලබා ගත් ද්රව ඔක්සිජන් ප්රවාහයකින් ආරම්භ විය යුතුය. මෙම ප්රවාහය ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් සාන්ද්රිත ප්රමාණවලින් සමන්විත වේ— තවමත් කුඩා වුවද, අවබෝධ කර ගත හැකි ප්රමාණයකි. ඉන්පසු අඩු උෂ්ණත්ව පෙට්ටිය අනෙකුත් ස්ථානික සාන්ද්රණයේ දී ගැටළු ඇති කළ හැකි වායුගෝලීය දූෂක ද්රව්ය වැනි නයිට්රස් ඔක්සයිඩ් සහ හයිඩ්රොකාබන් ඉවත් කරයි. .
ආස්වාදනය ස්වයං බහු අදියරවලින් සිදු වේ. පළමු සිලෝන් කට්ටලය ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් වැනි විරල වායු මිලියනයකට කොටස් කිහිපයෙන් පැවති මට්ටමෙන් සැලකිය යුතු සාන්ද්රණයකට සමීපයට පැමිණවේ. මෙම අශුද්ධ මිශ්රණය සාමාන්යයෙන් ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් එකතු වූ වියළි ප්රතිශතයක් කිහිපයක්, ඔක්සිජන් සහ වෙනත් අතිශේෂ සංඝටක අඩංගු වේ. ඉන්පසු, උසස් කිරීමේ කොටස අවසාන පිරිසිදු කිරීම සිදු කරයි. .
මෙම සංඝටකවල සාපේක්ෂ වාෂ්පීභවනය නිසා අපහසුතාවය ඇත. ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් වල සුළි උෂ්ණත්වය ඔක්සිජන් සමග ආසන්න වේ. එබැවින් වෙන් කිරීම සඳහා බොහෝ සිද්ධාන්තික අදියර සහ ඉහළ ප්රතිචක්ර අනුපාත අවශ්ය වේ. සිලෝන් ඉහළ වන අතර, පීඩන අතිරේක සැලකිලිමත් ලෙස කළ යුතු අතර, උෂ්ණත්ව පාලනය ඉතා හරියටම සිදු කළ යුතුය. මෙය සහනය දෙන ක්රියාවලියක් නොවේ.
කාර්යය සිදු කරන සිලෝන් සැකසුම
සාමාන්ය අපරිචිත වායු ප්රතිස්ථාපන පෙළක් යනු සීරීස් වශයෙන් සකසා ඇති විවිධ ආස්වාදන ස්තූප කිහිපයකින් සමන්විත වේ. පූර්ව-සාන්ද්රණ ස්තූප මධ්යම පීඩනය යටතේ ක්රියාත්මක වන අතර සාන්ද්රණය සඳහා ප්රධාන කොටස සැකසීම සිදු කරයි. ආහාරය—ASU වලින් ලැබෙන ද්රව ඔක්සිජනය—පළමු ස්තූපයට ඇතුළු වන අතර, එහිදී ඔක්සිජනය සහ සැහැල්ලු සංරචක ස්තූපයේ ඉහළ කොටසෙන් ඉවත් කරන අතර, ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් පාදමේ සැකෙනු ලැබේ.
පූර්ව-සාන්ද්රකයෙන් පැමිණෙන පාදමේ ප්රවාහය ක්රිප්ටෝන්/සෙනොන් ස්තූපයට යයි. එහිදී මෙම අපරිචිත වායු දෙක එකිනෙකෙන් වෙන් කරනු ලැබේ. මෙම අවස්ථාවේදී ක්රියාවලිය විශේෂයෙන් සංකීර්ණ වේ. මන්ද ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනොන් වල වාෂ්පීභවන හැකියාවන් වෙනස් වුවද, වෙන් කිරීමේ සාධකය විශාල නොවේ. එම ස්තූපය ඉතා ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවකින් සහ ඉතා සුළු උෂ්ණත්ව පාලනයකින් ක්රියාත්මක විය යුතුය.
අවසාන අදියර වන්නේ ශුද්ධීකරණ ස්තූපයයි. එය ඉතිරි වූ ඔක්සිජන් සහ හයිඩ්රොකාබන් අවශේෂ ඉවත් කරයි. මෙම ස්තූපයෙන් පිටවන නිෂ්පාදනය සමූහය තුළ සම්පූර්ණ විරල වායු ප්රවාහය සඳහා 98% ට වැඩි ශුද්ධතාවක් ලබා දිය හැකි අතර, සාමාන්යයෙන් ක්රිප්ටෝන් 91%, කෙනොන් 7% සහ ඉතිරි කොටස ඔක්සිජන් යන ආකාරයෙන් වෙයි. එහෙන් පසු, වායු අවසාන වෙයි වෙයි සහ ඇසුරුම් කිරීම සඳහා සිලින්ඩරවලට සම්පීඩනය කරයි. .
සම්පූර්ණ පෙළ ඉන්සියුලේටිං ද්රව්යයකින් (පර්ලයිට් හෝ සමාන) පිරවූ සීතල පෙට්ටියක තුළ ක්රියාත්මක වේ. සියලු වාල්ව්, පයිප් සහ උපකරණ ක්රයෝජෙනික් සේවා සඳහා සුදුසු විය යුතුය. යාන්ත්රික සැලසුම සීතල සංකුචනය, වෙනස් විස්තීර්ණය සහ සැලකිය යුතු සීතල ක්රියාකාරිත්වය සැලකිල්ලට ගත යුතුය.
ආර්ථික වශයෙන් එය සැබැවින්ම සාර්ථක වන්නේ කොහෙද?
සියලු එ.එස්.යූ. වලටම විරල වායු සොයා ගැනීම සඳහා සුදුසු වන්නේ නොවේ. මෙය විශාල පරිමාණයේ දී පමණක් ආර්ථික වශයෙන් සුදුසු වේ. කර්මාන්ත ස්රෝතස් විසින් යෝජනා කර ඇත්තේ දිනකට ටොන් 3,000 සිට 4,000 දක්වා වායු සැකසීම කරන එ.එස්.යූ. එකක් විරල වායු සොයා ගැනීම ආර්ථික වශයෙන් සුදුසු වන සීමාව වේ. ඉහත සඳහන් පරිමාණයට වඩා අඩු වුවහොත්, සොයා ගැනීම සඳහා අවශ්ය වන පිහිටුවීමේ වියදම සහ සතත ක්රියාත්මක කිරීමේ වියදම් යන දෙකම නිපදවෙන නිෂ්පාදනයේ වටිනාකම මගින් සාධාරණීකරණය කළ නොහැක.
මෙය සරල හේතුවකින් සිදු වේ. සොයා ගැනීම සඳහා අවශ්ය උපකරණ එ.එස්.යූ. හි පිහිටුවීමේ වියදම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරයි—ස්තූප, සීතල පෙට්ටිය, මැනීමේ උපකරණ, විශේෂිත පාලන පද්ධති. එසේම, විරල වායු අපෝහනය සඳහා අවශ්ය ද්රව ඔක්සිජන් එ.එස්.යූ. හි ප්රධාන නිෂ්පාදනය වෙනුවට භාවිතා කිරීම හේතුවෙන් එ.එස්.යූ. හි ප්රධාන ශක්ති අවශ්යතාවය වැඩි වේ. තවද, වෙන් කිරීමේ ස්තූප සඳහා අවශ්ය සීතල සැපයීම සම්පූර්ණ ශක්ති පරිභෝජනය වැඩි කරයි.
තෙහෙල් විශාල කර්මාන්ත සංකීර්ණ සේවය කරන විශාල එසීයු සඳහා, ක however, ගණිතය වෙනස් වේ. අතිරේක ප්රාථමික වියදම බෙහෙවින් විශාල නිෂ්පාදන පාදය මත ව්යාප්ත වේ, සහ විරල වායු ආදායම් ප්රවාහය සමස්ත ව්යාපෘතියේ ආර්ථිකයට සැබැවින්ම වැදගත් උත්තේජනයක් සපයයි. සමහර ක්රියාත්මක කරුවන් විරල වායු සොයා ගැනීමේ පෙළ සමස්ත එසීයු ක්රියාකාරකම තුළ වෙනම ව්යාපාර ඒකකයක් ලෙස සලකයි—සහ සමහර අවස්ථාවල, විරල වායු ආදායම සමස්ත ආයෝජනය මත ආදායම් ප්රතිලාභය සැබැවින්ම වැඩි කළ හැක.
අධ්යයනය කළ හැකි සත්ය ලෝක ස්ථාපනයක්
පෙර ආසියාවේ ස්ථානයක සුදුසු අධ්යයන අවස්ථාවක් සපයයි. මෙම ස්ථානයේ එසීයු දිනපතා වායු ටොන් 4,000 ක් පමණ සැකසීමට සමත් වන අතර, එය සිඩ්ල් සැකසීමේ සංකීර්ණයකට සහ රසායනික උද්යානයකට ඔක්සිජන් සහ නයිට්රොජන් සැපයීමට සමත් වේ. විරල වායු සොයා ගැනීමේ පෙළ ප්රධාන එසීයු කිහිපයක් වසර කිහිපයක් ක්රියාත්මක වීමෙන් පසු දෙවන අදියරේ ආයෝජනයක් ලෙස එකතු කරන ලදී.
ස්ථාපනය සම්බන්ධයෙන් කිහිපයක් අභියෝග මුහුණ දුන්නේය. ප්රතිසාධන පෙළට ඔක්සිජන් පෝෂණ ධාරාව සැපයීම සඳහා ASU හි සීතල පෙට්ටියේ විශේෂිත ස්ථානයකින් එය ඉවත් කළ යුතු විය. මෙය සැලසුම් කළ විවෘත කිරීමක් සහ වර්තමාන පයිපිං වල වෙනස්කම් කිරීමක් අවශ්ය කළේය. නව සීතල පෙට්ටිය වර්තමාන ව්යුහය අසල ඉදිකරන ලදී. කෙසේ වුවද, පාලන සහ අතුරු බැඳීම් ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා ප්රතිසාධන පෙළ සැපයුම්කරු සහ ASU ක්රියාත්මක කරන කණ්ඩායම අතර සැලකිලිමත් සම්බන්ධතාවයක් අවශ්ය විය.
ප්රතිසාධන පෙළ ස්වයං පිළිබඳව තුනේ ස්තූප සැකසුමක් භාවිතා කරයි: පූර්ව-සාන්ද්රණය කරන්නෙකු, ක්රිප්ටොන්/සෙනොන් වෙන් කරන්නෙකු සහ අවසාන පිරිසිදු කරන්නෙකු. මෙම පද්ධතිය සතතව ක්රියාත්මක වන අතර, නිෂ්පාදන පිරිසිදු බව සැමවිටම නියැදි ගෙන පරීක්ෂා කර නිෂ්පාදන විශේෂාංග සැපිරීම සහතික කරයි. ක්රියාත්මක කරන්නන් විසින් වාර්තා කර ඇත්තේ ප්රධාන ක්රියාත්මක අභියෝගය වන්නේ පෝෂණයේ හයිඩ්රොකාබන් අංශය කළමනාකරණය කිරීම බවයි. ඉහළ පැත්තේ ASU හි CO₂ සහ N₂O ඉවත් කිරීමේ පද්ධති සම්පූර්ණයෙන් ක්රියා නොකරන්නේ නම්, ප්රතිසාධන පෙළේ පිරිසිදු කරන්නා අධික පීඩනයට ලක් විය හැකිය.
මෙම සැකසුම් ස්ථානය දැන් වාණිජ්ය-ගුණත්වයේ පිරිසිදු ක්රිප්ටෝන් සහ කෙනොන් නිෂ්පාදනය කරයි. මෙම නිෂ්පාදිත ද්රව්ය විශේෂිත වායු වෙළඳපොලට විකුණා යයි. සැකසුම් පෙළ සඳහා ආයෝජනය සඳහා අතිරේක ලාභය ලබා ගැනීමේ කාලය තීරණය සාධාරණීකරණය කළ හැකි පරාසය තුළ පවතින බව වාර්තා කර ඇත. කෙසේ වුවද, මෙම ව්යාපෘතිය කුඩා ස්කේලයක සාර්ථක වීම අසැබැයි මෙහෙයුම්කරු පිළිගෙන ඇත.
ප්රායෝගිකව වැදගත් වන සීමාවන්
යාවත්කාලීන තක්සේරුවක් සඳහා සැලකිලිමත් විය යුතු සීමාවන් ඇත. පෝෂණ සංයෝගය වැදගත් වේ— පරිසර වායුවේ හයිඩ්රොකාබන් හෝ වෙනත් සුළු සැලැස්ම වැඩි මට්ටමින් පවතින්නේ නම්, සියලු පිරිසිදු කිරීමේ බර වැඩි වේ. සැපයුම් කාර්යක්ෂමතාව 100% නොවේ; විවිධ ස්තූප පාදම් සහ සිරිත් ධාරාවන් හරහා සමහර විරල වායු අනිවාර්යෙන්ම අතුරුදන් වේ.
| අංගය | විශාල ASU (4,000 tpd) | මධ්යම ASU (2,000–4,000 tpd) |
|---|---|---|
| විරල වායු සැපයුම් ආර්ථිකය | සාමාන්යයෙන් ආකර්ෂණීය | අවම තරමේ සීමිත |
| ප්රාථමික පිරිවැය | ඉහළ වුවද විශාල පාදයක් ඔස්සේ ව්යාප්ත | උස් වෙයි නිෂ්පාදන වටිනාකම සමඟ සැසේ |
| ක්රියාත්මක සංකීර්ණතාව | සැලකිය යුතු | සැලකිය යුතු |
| ආපසු ගෙවීමේ කාලය | සාමාන්යයෙන් පිළිගත හැකි | බොහෝ විට ඉතා දිගු |
| තාක්ෂණික අවදානම | හොඳ සැලසුමකින් කළ හැකි පරිදි කළ හැකි | පරිමාණ සීමාවන් හේතුවෙන් වැඩි |
නිෂ්පාදනයේ පිරිසිදු බව අවශ්යතා ද වැදගත් වේ. සමහර යෙදුම් ඉතා ඉහළ පිරිසිදු බව අවශ්ය කරයි—උදාහරණයක් ලෙස, කෘතිම කෘෂ්ණ කාය සොයා ගැනීම සඳහා ක්රිප්ටෝන් සාන්ද්රණය ක්සෙනොන් තුළ 10⁻¹² mol/mol ට වඩා අඩු විය යුතුය. මෙම පිරිසිදු බව මට්ටම ලබා ගැනීම සඳහා සම්මත ව récuperação පිළියෙල කිරීමේ පිළියෙල කිරීමේ පියවර වලට අමතර පියවර කිහිපයක් අවශ්ය වන අතර, එය වියදම සහ සංකීර්ණතාව වැඩි කරයි.
වෙළඳපොලට ප්රවේශ වීම පිළිබඳ ප්රශ්නය ද ඇත. විරල වායු යනු සාමාන්ය වෙළඳපොලේ භාණ්ඩ නොවේ; ඒවා විශේෂිත සැපයුම් මාර්ග හරහා, දීර්ඝ කාලීන ගිවිසුම් සහ ඉතා සැකෙවින් අර්ථ දක්වා ඇති ගුණත්ව විශේෂාංග සමඟ විකුණනු ලැබේ. විරල වායු නිෂ්පාදනය කරන සැකසුමක් එම වායු විකුණීම සඳහා වෙළඳපොලේ වාණිජ යාන්ත්රික පහසුකම් නොමැති නම්, එය ආදායම උපයා ගැනීම වෙනුවට ගබඩාවේ භාණ්ඩ රැඳී සිටීම සිදු විය හැක.
තාක්ෂණික පරිච්ඡේදය
දුර්ලභ වායු සමූහය පිළිබඳ මූලික සාන්ද්රණ තාක්ෂණය දශක ගණනාවක් තිස්සේ ස්ථායී වී ඇත. කොලම්, සිතියම් හා වෙන් කිරීමේ සිද්ධාන්ත— මෙම සියල්ල හොඳින් අවබෝධ කර ගෙන ඇති අතර විශාල වශයෙන් වෙනස් වීමක් සිදු නොවේ. වෙනස් වන්නේ ඒකාබද්ධ කිරීම සහ සැකසීමයි.
අධුනික පාලන පද්ධති මගින් දැනට ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වය සහ පීඩන පාලනයක් සිදු කළ හැකි අතර එය දශකයකට පෙර සිදු කළ හැකි වූ දේට වඩා සියුම් වේ. උසස් සැන්සර් මගින් සැබෑ කාලයේ සංයුති දත්ත සපයන අතර එය පූර්ව-පාලන උපායන් සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. එහි ප්රතිඵලය වන්නේ සැබෑ සාර්ථකත්වය වැඩි කිරීම සහ වැඩි ස්ථායී නිෂ්පාදන ගුණත්වයයි.
එමෙන්ම ස්ථානයේ ස්ථාපන කාලය අඩු කර ස්ථානයේ ප්රධාන ASU සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම සරල කරන සංශෝධිත, ස්කිඩ්-මවුන්ටෙඩ් සැලසුම් වෙත යාම සිදු වේ. කර්මාන්ත ශාලාවේ පරීක්ෂණ සහ පූර්ව-සැකසීම සැලසුම් ස්ථානයට පැමිණීමට පෙර ගැටළු හඳුනා ගැනීමට හැකියාව ලබා දෙයි. එය ස්ථායී කාලය සහ අවධිය අඩු කරයි.
ආර්ථික පෙළඹවීම් ශක්තිමත් වශයෙන් පවතී. විශේෂිත වායු ඉල්ලුම සැමිකන්ඩක්ටර්, ගුවන් හා අභ්යවකාශ, සෞඛ්ය සේවා සහ පර්යේෂණ යන බහු-ක්ෂේත්රවල දී වර්ධනය වෙමින් පවතී. සාමාන්ය මූලාශ්රවලින් විරල වායු සැපයීම සීමිත වී ඇති අතර, එය මිල තීරණය සඳහා සහය වෙයි. විශාල ASU ක්රියාත්මක කරන සංස්ථා සඳහා, විරල වායු සැපයීම පිළිබඳ අතිරේක පියවර ලෙස එය ව්යාපෘති සීමාවේ වැඩි වශයෙන් සම්මත කොටසක් බවට පත්වෙමින් පවතී.
GreenFir විරල වායු යෙදුම් සඳහා ක්රයෝජෙනික් වෙන් කිරීමේ සැකසුම් කිහිපයක් සඳහා සැපයීම කර ඇත. එහි නිෂ්පාදන හැකියාව ASME සහ CE සම්මතයන් සපුරා ඇති අතර, ඉතා අභියෝගාත්මක කාලසීමාවන් තුළ සැපයීමේ පැරඩියා ඇත. මෙම විශේෂිත ස්තූප සඳහා ඉඞිනෙරු සහ නිෂ්පාදන යටිතල පහසුකම් පවතී; කිසියම් ව්යාපෘතියක් සඳහා ප්රශ්නය වන්නේ එහි පරිමාණය සහ වෙළඳපොළ තත්ත්වයන් ආයෝජනය සඳහා සාධාරණීකරණය කිරීමට හැකි වේද යන්නයි.