Composition du système principal de l'équipement de séparation des gaz

L'équipement de séparation des gaz à basse pression est composé de quatre systèmes principaux : système de compression d'air, système de purification des impuretés et d'échange de chaleur, système de réfrigération et système de rectification de liquéfaction. L'équipement mécanique correspondant comprend un compresseur à turbine à air, une tour de refroidissement à air, un détendeur à turbine et une tour de fractionnement. Le principe de fonctionnement de l'équipement de séparation des gaz à basse pression est basé sur le cycle de liquéfaction et la théorie de la rectification. L'air entrant est d'abord comprimé et refroidi par la tour de refroidissement d'air du compresseur à turbine à une pression de 0.5 MPa et une température d'environ 303k, puis entre dans l'échangeur de chaleur de commutation ( E1 et E2). Les deux échangeurs de chaleur peuvent éliminer l'eau et le dioxyde de carbone dans l'air et effectuer un échange de chaleur. L'air est refroidi à une température proche de la température de liquéfaction (101K) puis envoyé vers la tour inférieure, Une partie de l'air est extraite de la tour inférieure et envoyée vers l'échangeur (E2) pour être réchauffé. L'air chauffé se joint à une petite quantité d'air froid de la tour inférieure et entre dans le détendeur à turbine pour une expansion adiabatique afin de générer la capacité de refroidissement requise, qui est ensuite envoyée à la tour supérieure pour rectification. L'air restant est préalablement rectifié dans la colonne inférieure. De l'air liquéfié contenant 38 % d'oxygène est obtenu en bas, de l'azote liquide pur contenant 99,99 % d'azote est obtenu au sommet de la tour inférieure et de l'azote liquide sale contenant environ 95 % d'azote est obtenu au milieu. L'air liquéfié, l'azote liquide pur et l'azote liquide sale sont respectivement extraits de la colonne inférieure et dépressurisés à environ 0,05 MPa à travers le papillon des gaz, puis envoyés à la colonne supérieure en tant que liquide de reflux. Ici, la deuxième rectification profonde à basse température est effectuée pour obtenir de l'oxygène de haute pureté contenant 99,6-99,8 % d'oxygène au bas de la colonne supérieure. Il traverse l'échangeur de chaleur (E4, E2, E1) pour échanger de la chaleur avec l'air, et est évacué hors de la colonne après avoir été porté à température atmosphérique. De l'azote de haute pureté avec 99,999 % d'azote est obtenu au sommet de la colonne supérieure, et de l'azote des eaux usées avec environ 96 % d'azote est obtenu au milieu de la colonne supérieure. Tous sont réchauffés à température atmosphérique par des échangeurs de chaleur (E3, E4, E2, E1) puis évacués vers l'unité.