Separare criogenică mică a aerului

Sistemele mici de separare a aerului criogenic sunt utilizate pe scară largă în operațiuni medii până la mari și utilizează tehnologia de separare a aerului criogenic pentru a produce azot, oxigen și argon ca ieșiri de gaz sau lichid. Pentru producerea de oxigen și azot ultrapur, se recomandă metode mici de separare a aerului criogenic. Această tehnologie este cea mai economică opțiune pentru instalațiile de mare producție și este utilizată în toate operațiunile de producere a mărfurilor de gaz industrial lichefiat. Debitul necesar de gaz și lichid, puritatea produsului și presiunea de livrare influențează complexitatea procesului de separare a aerului criogenic, precum și dimensiunea fizică a echipamentului și energia necesară pentru a-l opera.

Etape detaliate ale procesului de separare a aerului criogenic

1. Compresia aerului: Aerul ambiental este comprimat folosind un turbocompresor cu mai multe trepte cu intercooler, iar particulele de praf sunt îndepărtate cu filtre mecanice.
2. Răcirea și purificarea aerului: Folosiți apă de răcire pentru a răci aerul și pentru a îndepărta particulele solubile. Apa de răcire este răcită printr-un răcitor prin evaporare, iar absorbanții sunt utilizați pentru a îndepărta dioxidul de carbon, vaporii de apă și hidrocarburile.
3. Schimb de căldură la temperatură joasă: schimbătorul de căldură în contracurent răcește aerul până la temperatura de lichefiere apropiată și folosește gazul de eșapament de azot pentru a pre-răci.
4. Producția la rece și comprimarea internă a produsului: fluxul lateral de aer este comprimat folosind un compresor de amplificare a aerului, producția de rece și expansiunea sunt realizate printr-o turbină de expansiune, iar fluxul lateral este lichefiat în continuare într-un separator de lichid. Schimbătorul de căldură de înaltă presiune vaporizează produșii de oxigen și azot și îi încălzește la temperatura ambiantă.
5. Distilarea criogenică a aerului: aerul lichefiat răcit este separat în lichid bogat în oxigen și azot pur în coloana de presiune. Condensatorul superior lichefiază azotul, iar refierbătorul inferior îmbunătățește puritatea oxigenului.
6. Rectificare criogenică cu argon: O coloană suplimentară separă argonul, fluxul lateral este separat de oxigen în coloana de argon brut, oxigenul lichid este refluxat în coloana de joasă presiune, iar azotul este îndepărtat în continuare în coloana de argon pur.