Ханчжоуская технологическая группа Нучжуо, ООО

Воздухоразделительная колонна – важный элемент оборудования, используемого для разделения основных газовых компонентов воздуха на азот, кислород и другие инертные газы. Технологический процесс в ней включает в себя такие основные этапы, как сжатие воздуха, предварительное охлаждение, очистка, охлаждение и дистилляция. Точный контроль на каждом этапе критически важен для обеспечения чистоты и стабильности конечных газовых продуктов. В данной статье подробно описана технологическая схема воздухоразделительной колонны.

1. Сжатие воздуха и предварительное охлаждение

Первым этапом процесса в воздухоразделительной колонне является сжатие атмосферного воздуха. Проходя через несколько ступеней воздушных компрессоров, воздух сжимается до давления 5-7 бар. В процессе сжатия температура сжатого воздуха также повышается, поэтому для его снижения используются промежуточные и постохладители. Чтобы предотвратить повреждение компрессора примесями в воздухе, частицы из воздуха удаляются через фильтры. Затем сжатый воздух поступает в систему предварительного охлаждения для дальнейшего охлаждения, обычно с использованием охлаждающей воды или хладагентов, таких как фреон, до температуры примерно 5 °C.

2. Очистка и осушение воздуха

После предварительного охлаждения воздух содержит небольшое количество влаги и углекислого газа. Эти примеси могут образовывать лёд при низких температурах и блокировать оборудование. Поэтому воздух необходимо очищать и осушать. Для этого процесса обычно используются адсорбционные колонны с молекулярными ситами, которые периодически адсорбируют и регенерируют воду, удаляя водяной пар, углекислый газ, углеводороды и т.д., что обеспечивает бесперебойную работу последующих низкотемпературных процессов. Очищенный воздух чистый и сухой, подходит для последующего охлаждения и сепарации.

3. Основной теплообменник, охлаждающий воздух

Очищенный воздух охлаждается в основном теплообменнике посредством глубокого охлаждения. Основной теплообменник является одним из важнейших компонентов воздухоразделительной башни. В основном теплообменнике воздух обменивается теплом с отделенными холодными азотом и кислородом, понижая свою температуру до температуры, близкой к температуре сжижения. Эффективность теплообмена в этом процессе напрямую влияет на энергопотребление и чистоту конечного продукта воздухоразделительной башни. Для повышения эффективности теплообмена обычно используются эффективные алюминиевые пластинчато-ребристые теплообменники.

4. Процесс разделения в дистилляционной колонне

Охлаждённый воздух поступает в дистилляционную колонну для разделения, использующего разницу температур кипения различных компонентов воздуха. При низких температурах воздух постепенно сжижается, образуя жидкий воздух. Этот жидкий воздух поступает в дистилляционную колонну, где происходит многократное взаимодействие газовой и жидкой фаз. В дистилляционной колонне происходит разделение кислорода, азота и инертных газов, таких как аргон. Концентрация кислорода постепенно увеличивается в нижней части колонны, в то время как азот отделяется в верхней части. В результате дистилляции можно получить чистый кислород и азот более высокой чистоты.

5. Извлечение продуктов кислорода и азота

Извлечение кислорода и азота является заключительным этапом работы воздухоразделительной колонны. Жидкий кислород и азот отделяются от дистилляционной колонны и нагреваются до комнатной температуры в теплообменниках для достижения желаемого газообразного состояния. Эти газообразные продукты затем направляются в резервуары для хранения или напрямую поставляются потребителям. Для повышения эффективности процесса и чистоты продукта иногда проектируют двухколонную конструкцию для дальнейшего отделения аргона от кислорода и азота в промышленных целях.

6. Контроль и оптимизация

Весь процесс работы воздухоразделительной башни включает сложную систему управления, требующую мониторинга и регулировки в режиме реального времени процессов сжатия, охлаждения, теплообмена и разделения для обеспечения качества конечного продукта. Современные воздухоразделительные башни, как правило, оснащены автоматизированными системами управления, использующими датчики и программное обеспечение для точного регулирования таких параметров, как температура, давление и расход, для оптимизации энергопотребления производственного процесса и чистоты газового продукта.

Технологический процесс в воздухоразделительной колонне включает в себя несколько этапов, таких как сжатие воздуха, предварительное охлаждение, очистка, глубокое охлаждение и дистилляция. Благодаря этим процессам обеспечивается эффективное разделение кислорода, азота и инертных газов из воздуха. Развитие современных технологий воздухоразделительных колонн сделало процесс разделения более эффективным и энергосберегающим, что имеет большое значение для применения промышленных газов.

Если вам нужны кислород/азот, пожалуйста, свяжитесь с нами:

Анна Тел./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com