Luftzerlegungsverfahren einer Luftzerlegungsanlage
Die Hauptbestandteile der Luft sind Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid und einige andere Gase und Verunreinigungen. Sie existieren in der Luft in Form von Molekülen in großer Zahl und haben nie aufgehört, sich unregelmäßig zu bewegen. Es gibt drei Hauptmethoden, um sie miteinander zu vermischen und einheitlich zu trennen: kryogen, Adsorption und Membrantrennung.
Die kryogene Luftzerlegungsanlage hat die Vorteile eines stabilen Betriebs, niedriger Wartungskosten, einfacher Bedienung, eines großen Ausgangseinstellbereichs und einer hohen Produktqualität und kann Flüssigkeit als Reserveprodukt produzieren.
Flüssigstickstoff
Das Prinzip des Niedertemperatur-Luftzerlegungsverfahrens besteht darin, dass entsprechend den unterschiedlichen Siedepunkten jeder Komponente in der Luft durch Druckvorkühlung und -reinigung die maximale von der Turbine bereitgestellte Kühlleistung zur Verflüssigung verwendet und dann gleichgerichtet wird, um den erforderlichen flüssigen Sauerstoff zu erhalten , Sauerstoff, Stickstoff, flüssiger Stickstoff und andere Edelgase. Das besondere Prinzip besteht darin, dass die gereinigte Luft in der Coldbox auf Kondensationstemperatur abgekühlt wird und dann zur Rektifikation in den Rektifikationsturm eintritt. Als aufsteigendes Gas erfährt das von der Turmspitze absteigende Fluid Erwärmung und Stoffaustausch. Die kryogene Flüssigkeit nimmt Wärme auf und beginnt zu verdampfen. Die Stickstoffkomponente verdampft zuerst und das Gas mit höherer Temperatur kondensiert, wodurch die Kondensationswärme freigesetzt wird. Wenn das Gas kondensiert, wird zuerst die Sauerstoffkomponente kondensiert. Dieser Prozess setzt sich fort, bis das Gas und die Flüssigkeit ein Gleichgewicht erreichen. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Stickstoffkomponente aufgrund der Verdampfung der flüssigen Phase ab und die Sauerstoffkonzentration in der flüssigen Phase steigt aufgrund der Kondensation des Gases in die flüssige Phase. Gleichzeitig nimmt durch die Kondensation der Gasphase der Sauerstoffanteil ab und Stickstoff aus der flüssigen Phase gelangt in die Gasphase, so dass die Stickstoffkonzentration in der Gasphase ansteigt. Durch mehrmaliges Wiederholen des obigen Prozesses steigt die Stickstoffkonzentration in der Gasphase und die Konzentration des flüssigen Sauerstoffs steigt ebenfalls an. Daher kann nach viel Verdampfung und Kondensation der gesamte Rektifikationsprozess abgeschlossen und der Sauerstoff und Stickstoff in der Luft getrennt werden.
Die kryogene Trennung der Luftzerlegungsanlage kann gleichzeitig gasförmigen und flüssigen Sauerstoff, Stickstoff, Argon und andere Produkte erzeugen, und die Extraktionsrate ist hoch. Die Wartungskosten der Ausrüstung sind extrem niedrig und sie kann 2 Jahre lang ohne Ausfallzeit betrieben werden (mehrere XLA-Einheiten laufen seit 15 Jahren ununterbrochen, es ist keine große Heizung erforderlich und kein Austausch von Molekularsieb und Aluminiumoxid). Die Lebensdauer des Ventils beträgt fast 20 Jahre, die Lebensdauer des Adsorptionsmittels kann im Normalbetrieb (mit Gebrauchsnachweis) bis zu mehr als acht Jahre betragen. Der Preis des Adsorptionsmittels ist sehr günstig und die Kosten für die gesamte Ausrüstung betragen weniger als 1 Prozent.
