深冷空分工作原理:
原料空氣被空氣壓縮機壓縮到0.7~0.85MPa,然后空氣在預冷機組中預冷到5~10℃,分離出大部分水份。通過深冷純化器中吸附過濾掉剩余的水份、二氧化碳和碳氫化合物。然后空氣在膨脹機中膨脹制冷以提供裝置所需的冷量。空氣在分餾塔主換熱器中與返流的氧氣、氮氣、污氮氣進行換熱,被冷卻到接近液化溫度并把返流的氧氣、氮氣、污氮氣復熱到環境溫度。氮氣在過冷器中過冷節流前的液空和液氮。空氣在精餾塔中進行精餾分離,在上塔頂部獲得產品氮氣,在上塔底部獲得產品氧氣。
深冷空分工業流程圖:
空氣正流膨脹流程一般適用于用戶對氮產品的壓力等級不是很高的場合(如低于0.2MPa),其流程如圖所示。原料空氣經去塵、壓縮、預冷和凈化后分為兩股:一股空氣進入主換熱器,被返流的污氮冷卻至一定溫度后從主換熱器中部抽出去膨脹,膨脹后進人氮塔底部參與精餾;另一股空氣在主換熱器被冷卻到飽和溫度,直接節流進入氮塔參與精餾。
這樣在氮塔頂部獲得產品氮氣,而氮塔底部的富氧液空經過節流后進人冷凝蒸發器的蒸發側,以冷凝氮塔頂部的氣氮。從冷凝蒸發器頂部抽出的富氧空氣直接進人主換熱器冷端,與正流空氣進行熱交換,復熱至常溫后排出冷箱,其中一部分用于分子篩吸附器的再生,其余放空。從氮塔頂部小出的氮氣,經主換熱器復熱至常溫出冷箱,供給用戶。
深冷空分是一種利用低溫技術分離空氣中的不同氣體組分,如氧氣、氮氣、氬氣等的方法。這一過程基于各氣體組分沸點的不同,在低溫條件下,空氣被液化,隨后通過精餾等步驟實現高純度氣體的分離和提取。以下是深冷空分的一些關鍵特點和步驟:
工作原理:首先,空氣被吸入并通過一系列壓縮機加壓,接著在換熱器中被預冷。壓縮并冷卻后的空氣被進一步降低到其液化溫度(約-172℃),這通常需要使用膨脹機或節流閥產生的低溫冷量來實現。液化空氣隨后被送入精餾塔,在那里,利用氧、氮等主要組分沸點的差異(氮的沸點約為-196℃,氧的沸點約為-183℃),通過精餾過程進行分離。
雙塔工藝:典型的深冷空分裝置包括上下兩個精餾塔。在下塔中,空氣首先被液化并初步分離,氮氣由于沸點低于氧氣而優先蒸發并上升,留下富含氧的液相。上塔進一步提純氧氣和氮氣,通過從下塔引入富氧液空和適當的工藝氣體控制,最終在上塔頂部獲得高純氮氣,在底部獲得高純氧氣。
能量回收與效率:為了提高效率,過程中產生的低溫流體(如膨脹后的低溫空氣)會被用來預冷進入的熱空氣,同時,精餾過程中產生的高壓氣體也會被用來驅動壓縮機,實現能量的有效回收和循環利用。
應用范圍:深冷空分技術廣泛應用于需要高純度氣體的行業,包括鋼鐵、化學、醫療、電子、食品加工、能源等領域。例如,高純度氧氣用于鋼鐵冶煉、醫療呼吸支持;高純氮氣用于食品保鮮、化工原料及半導體制造過程中的氣氛保護等。
與其他空分技術比較:與吸附法和膜分離法相比,深冷空分雖然初始投資和運營成本較高,但能提供更高純度的產品氣體,適合大規模的工業氣體生產。
深冷空分技術是現代工業氣體供應的核心技術之一,其高效、可靠的性能使得它在諸多行業中扮演著至關重要的角色。
動力系統
凈化系統
制冷系統
循環系統
熱交換系統
精餾系統
應用領域:
在各種工藝過程和幾乎所有行業分支中都有廣泛的應用。
金屬氣體焊接、切割和釬焊—氧氣允許在焊槍中產生高溫火焰,從而確保高質量和快速的工作性能。
金屬工業—氧氣在金屬工業中大量使用,它有助于提高黑色金屬和有色金屬生產的燃燒溫度,并顯著提高整體工藝效率。
化學和石化工業—在化學和石化工業中,氧氣被廣泛用于氧化原料化學品以回收硝酸、環氧乙烷、環氧丙烷、氯乙烯和其他重要化合物。
養魚—在養魚過程中使用氧氣有助于提高存活率和生育率,并縮短潛伏期。除了魚類養殖外,氧氣還用于蝦、蟹和貽貝的養殖。
玻璃工業——在玻璃窯爐中,氧氣被有效地用于提高燃燒溫度和改進燃燒過程。
深冷空分規格參數表:
應用領域
盛爾氣體公司簡介: