Ροή Διαδικασιών Μονάδων Διαχωρισμού Αέρα

Η ροή διεργασίας των μονάδων διαχωρισμού αέρα περιλαμβάνει κυρίως διάφορα βασικά στάδια: συμπίεση αέρα, καθαρισμό αέρα, ανταλλαγή θερμότητας και διόρθωση.

Το πρώτο στάδιο είναι η συμπίεση αέρα. Ο αέρας εισέρχεται στον αεροσυμπιεστή μέσω ενός φίλτρου αέρα. Λειτουργώντας σαν μια ισχυρή μηχανική αντλία, ο συμπιεστής αυξάνει σημαντικά την πίεση του αέρα. Αυτό είναι απαραίτητο επειδή οι επόμενες διαδικασίες διαχωρισμού λειτουργούν πιο αποτελεσματικά κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης. Η πίεση του πεπιεσμένου αέρα μπορεί να φτάσει σε επίπεδα που κυμαίνονται από αρκετές έως και δεκάδες ατμόσφαιρες.

Ο πεπιεσμένος αέρας μεταφέρει μια σημαντική ποσότητα θερμότητας, καθιστώντας αναγκαία την είσοδό του στο στάδιο καθαρισμού του αέρα. Ο πρωταρχικός στόχος του καθαρισμού του αέρα είναι η αφαίρεση ακαθαρσιών-όπως η υγρασία, το διοξείδιο του άνθρακα και η σκόνη- από τον πεπιεσμένο αέρα. Εάν αυτές οι ακαθαρσίες δεν αφαιρεθούν, μπορεί να παγώσουν ή να φράξουν τους αγωγούς εντός του κατάντη εξοπλισμού, διαταράσσοντας έτσι την κανονική λειτουργία. Οι συνήθεις μέθοδοι καθαρισμού περιλαμβάνουν την προσρόφηση με μοριακό κόσκινο και τον διαχωρισμό ψύξης. Τα μοριακά κόσκινα λειτουργούν σαν "υπερ-απορροφητικά σφουγγάρια", απορροφώντας σταθερά την υγρασία και το διοξείδιο του άνθρακα. Αντίθετα, ο διαχωρισμός ψύξης αξιοποιεί τα διαφορετικά σημεία υγροποίησης διαφόρων αερίων σε χαμηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας την υγροποίηση και τον διαχωρισμό των συγκεκριμένων ακαθαρσιών πρώτα.

Στη συνέχεια, ο καθαρισμένος αέρας ρέει στον κύριο εναλλάκτη θερμότητας. Εδώ, υφίσταται μια διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας με τα κρυογονικά αέρια να εξέρχονται από τη στήλη ανόρθωσης. Ο ζεστός αέρας μεταφέρει τη θερμική του ενέργεια στα ψυχρά αέρια, με αποτέλεσμα να πέσει η δική του θερμοκρασία, ενώ τα ψυχρά αέρια απορροφούν αυτή τη θερμότητα και αυξάνουν τη θερμοκρασία. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παρομοιαστεί με δύο συνεργάτες που μοιράζονται ζεστασιά, βοηθώντας ο ένας τον άλλον να φτάσει σε μια πιο κατάλληλη θερμοκρασία. Μετά από αυτή την ανταλλαγή θερμότητας, η θερμοκρασία του αέρα πέφτει δραστικά, φέρνοντάς τον κοντά στο σημείο ρευστοποίησής του.

 

Στη συνέχεια, ο ψυχρός αέρας εισέρχεται στη στήλη ανόρθωσης. Η στήλη ανόρθωσης χρησιμεύει ως το στοιχείο διαχωρισμού του πυρήνα ολόκληρης της μονάδας διαχωρισμού αέρα. Λειτουργεί σαν ένας μαγικός πύργος, ικανός να διαχωρίζει συστατικά όπως το οξυγόνο και το άζωτο από το εισερχόμενο ρεύμα αέρα. Μέσα στη στήλη, ο διαχωρισμός επιτυγχάνεται με την εκμετάλλευση της διαφοράς στα σημεία βρασμού μεταξύ οξυγόνου και αζώτου. Δεδομένου ότι το άζωτο έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού από το οξυγόνο, το άζωτο ανεβαίνει μέσα στη στήλη ενώ το οξυγόνο κατεβαίνει. Το ανερχόμενο άζωτο υφίσταται πολλαπλά στάδια διόρθωσης και συμπύκνωσης, αυξάνοντας σταδιακά σε καθαρότητα μέχρι να γίνει τελικά το τελικό προϊόν άζωτο. Ομοίως, το κατερχόμενο οξυγόνο υφίσταται μια παράλληλη διαδικασία για να γίνει το τελικό προϊόν οξυγόνο. Ταυτόχρονα, μια ορισμένη ποσότητα αργού παράγεται κατά τη διαδικασία διόρθωσης. αυτό αφαιρείται μέσω μιας ειδικής θύρας έλξης από την πλευρά του αργού-και στη συνέχεια υποβάλλεται σε περαιτέρω διαχωρισμό και καθαρισμό για να δώσει το τελικό προϊόν αργού.

Από το κρυογονικό αέριο που εξέρχεται από τη στήλη ανόρθωσης, ένα τμήμα ρέει στον κύριο εναλλάκτη θερμότητας για να διευκολύνει την ανταλλαγή θερμότητας, ενώ ένα άλλο τμήμα χρησιμεύει ως κρυογονική πηγή για την ψύξη άλλου εξοπλισμού-όπως οι ενδιάμεσοι ψύκτες του αεροσυμπιεστή-πριν επιστρέψει στη στήλη ανόρθωσης για να επανενταχθεί στη διαδικασία συνεχούς διαχωρισμού.