Понимание воздухоразделительных установок:как они делят атмосферный воздух на ценные газы

Воздухоразделительная установка — это промышленный объект, который разделяет природный или атмосферный воздух на составляющие его газы. Газы, собираемые в процессе, включают кислород, азот и аргон, а также некоторые инертные газы, такие как неон, ксенон и криптон. Поскольку азот и кислород являются двумя наиболее распространенными газами в земной атмосфере, эти два элемента составляют основную часть газов, собираемых в этом процессе.

Процесс, используемый на установке разделения воздуха, называется криогенной дистилляцией. Охлаждая атмосферный воздух до чрезвычайно низких температур, составляющие его газы можно отделить и собрать. Некоторые растения также могут получать жидкие формы азота или кислорода.

Процесс криогенной дистилляции представляет собой четырехэтапную процедуру. На первом этапе атмосферный воздух очищается и сжимается до давления от 5 до 10 бар (4-9 атмосфер). В процессе очистки удаляются пыль и загрязнения, которые могут помешать процессу охлаждения. В процессе сжатия воздух нагревается для удаления следов влаги перед подачей сжатого воздуха в теплообменник для охлаждения.

После охлаждения сжатого воздуха следующим этапом является его очистка. Этот процесс включает пропускание воздуха через молекулярное сито, которое фильтрует воздух посредством процесса, называемого адсорбцией. В этом процессе газы или молекулы притягиваются к поверхности адсорбента и образуют слой поверх адсорбирующего материала. Молекулярные сита предназначены для удаления углекислого газа, воды и углеводородных газов.

После очистки воздуха его можно безопасно направить в камеру охлаждения и дистилляции. Камера охлаждения состоит из теплообменника и криогенных потоков. Когда воздух проходит через эту камеру, он достигает достаточно низких температур, чтобы обеспечить дистилляцию составляющих газов.

Дистилляция воздуха происходит в ректификационной колонне. В зависимости от собираемых газов воздух может проходить через более чем одну дистилляционную колонну. Этот компонент использует хладагент и расширитель или клапан для создания эффекта Джоуля-Томсона, который заставляет составляющие газы воздуха охлаждаться и переходить в жидкое состояние. Сжиженные газы затем собираются и нагреваются до температуры окружающей среды для хранения или использования.

Газы, вырабатываемые установками разделения воздуха, используются во многих промышленных процессах. В ряде случаев газообразные формы этих элементов транспортируются промышленным потребителям по прямым трубопроводам. В других случаях собранные элементы можно хранить в жидкой или газообразной форме для последующей транспортировки и использования. Большие количества дистиллированных газов обычно перевозятся в жидкой форме автоцистернами. Меньшие количества можно транспортировать в баллонах под давлением в виде газа.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.