Pieni kryogeeninen ilmanerotus

Pieniä kryogeenisiä ilmanerotusjärjestelmiä käytetään laajalti keskisuurissa ja suurissa toiminnoissa, ja ne käyttävät kryogeenistä ilmanerotustekniikkaa typen, hapen ja argonin tuottamiseen kaasuna tai nesteenä. Ultrapuhtaan hapen ja typen tuotantoon suositellaan pieniä kryogeenisiä ilmanerotusmenetelmiä. Tämä tekniikka on taloudellisin vaihtoehto korkean tuotantolaitoksen laitoksille, ja sitä käytetään kaikissa nesteytetyn teollisuuskaasun tuotantolaitoksissa. Tarvittava kaasun ja nesteen läpimeno, tuotteen puhtaus ja toimituspaine vaikuttavat kryogeenisen ilmanerotusprosessin monimutkaisuuteen sekä laitteiston fyysiseen kokoon ja sen käyttämiseen tarvittavaan energiaan.

Kryogeenisen ilmanerotusprosessin yksityiskohtaiset vaiheet

1. Ilman puristus: Ympäristöilmaa puristetaan monivaiheisella turbokompressorilla, jossa on välijäähdytin, ja pölyhiukkaset poistetaan mekaanisilla suodattimilla.
2. Ilman jäähdytys ja puhdistus: Käytä jäähdytysvettä ilman jäähdyttämiseen ja liukoisten hiukkasten poistamiseen. Jäähdytysvesi jäähdytetään haihdutusjäähdyttimen läpi ja adsorbentteja käytetään poistamaan hiilidioksidia, vesihöyryä ja hiilivetyjä.
3. Matalan lämpötilan lämmönvaihto: Vastavirtalämmönvaihdin jäähdyttää ilman lähes nesteytyslämpötilaan ja käyttää typpipakokaasua esijäähdyttämiseen.
4. Kylmätuotanto ja tuotteen sisäinen puristus: Ilman sivuvirta puristetaan paineilmakompressorilla, kylmätuotanto ja paisunta saavutetaan paisuntaturbiinin kautta ja sivuvirta nesteytetään edelleen nesteerottimessa. Korkeapainelämmönvaihdin höyrystää happi- ja typpituotteet ja lämmittää ne ympäristön lämpötilaan.
5. Ilman kryogeeninen tislaus: Jäähtynyt nesteytetty ilma erotetaan painekolonnissa happirikkaaksi nesteeksi ja puhtaaksi typeksi. Ylälauhdutin nesteyttää typen ja alareuna parantaa hapen puhtautta.
6. Argonin kryogeeninen rektifikaatio: Lisäkolonni erottaa argonin, sivuvirta erotetaan hapesta raakaargonkolonnissa, nestemäinen happi refluksoidaan matalapainekolonniin ja typpeä poistetaan edelleen puhtaassa argonkolonnissa.