Основной системный состав газоразделительного оборудования

Газоразделительное оборудование низкого давления состоит из четырех основных систем: системы сжатия воздуха, системы очистки от примесей и теплообмена, системы охлаждения и системы ректификации сжижения. Соответствующее механическое оборудование включает компрессор воздушной турбины, градирню воздуха, детандер турбины и колонну фракционирования. Принцип работы газоразделительного оборудования низкого давления основан на цикле сжижения и теории ректификации. Поступающий воздух сначала сжимается и охлаждается воздушной градирней турбокомпрессора до давления 0.5 МПа и температуры около 303К, а затем поступает в переключающий теплообменник ( Е1 и Е2). Два теплообменника могут удалять воду и углекислый газ из воздуха и проводить теплообмен. Воздух охлаждается до температуры, близкой к температуре сжижения (101К), и затем направляется в нижнюю колонну. Часть воздуха из нижней колонны отбирается и направляется в теплообменник (Е2) для нагрева. Нагретый воздух соединяется с небольшим количеством холодного воздуха из нижней колонны и поступает в детандер турбины для адиабатического расширения для создания необходимой холодопроизводительности, который затем направляется в верхнюю колонну для ректификации. Остальной воздух предварительно ректифицируется в нижней колонне. Внизу получается сжиженный воздух, содержащий 38% кислорода, наверху нижней башни получается чистый жидкий азот, содержащий 99,99% азота, а в середине получается грязный жидкий азот, содержащий около 95% азота. Сжиженный воздух, чистый жидкий азот и загрязненный жидкий азот соответственно извлекаются из нижней колонны и сбрасываются до примерно 0,05 МПа через дроссельный клапан, а затем направляются в верхнюю колонну в качестве флегмы. Здесь проводится вторая глубокая низкотемпературная ректификация с получением кислорода высокой чистоты, содержащего 99,6-99,8% кислорода в нижней части верхней колонны. Он проходит через теплообменник (Е4, Е2, Е1) для обмена теплом с воздухом и выводится из колонны после нагревания до атмосферной температуры. Азот высокой чистоты с содержанием азота 99,999% получается в верхней части верхней колонны, а азот из сточных вод с содержанием азота около 96% получается в середине верхней колонны. Все они догреваются до атмосферной температуры теплообменниками (Е3, Е4, Е2, Е1) и затем сбрасываются в установку.