Воздухоразделительные установки краткое описание работы

На примере воздухоразделительной станции для получения жидкого азота и жидкого кислорода

vru-primer-ustanovki

На входе в воздушный компрессор исходный атмосферный воздух проходит грубую систему фильтрации для удаления пыли и механических примесей. Воздух прошедший систему очистки поступает в центробежный компрессор где сжимается до определенного давления.

После этого сжатый и очищенный воздух, поступает в систему предварительного охлаждения, где охлаждается. Охлажденный воздух поступает во влагоотделитель для удаления влаги. Далее воздух поступает в адсорбционный блок очистки, где происходит удаление влаги, диоксида углерода и углеводородов, присутствующих в атмосферном воздухе.

Блок очистки состоит из двух вертикальных адсорберов засыпанных активным оксидом алюминия и молекулярным ситом (в нижней части адсорбера присутствует активный оксид алюминия, а верхняя часть молекулярное сито). Когда один адсорбер находится в работе, другой регенерируется при повышенной температуре сбрасывая пермиат (влагу и воздух обогащённый углеводородами) в атмосферу. На выходе из блока очистки с помощью фильтра тонкой очистки удаляется пыль адсорбентов.

Пройдя фильтр тонкой очистки, часть воздуха сжимается проходя через турбодетандерный агрегат, после чего через доохладитель, воздух поступает в основной теплообменник, затем извлекается из верхней части основного теплообменника. Далее воздух охлаждается низкотемпературной холодильной машиной и возвращается в основной теплообменник, затем извлекается из середины основного теплообменника и поступает в расширительную турбину для создания холодильной мощности и снова поступает в нижнюю часть основного теплообменника для повторного нагрева до нормальной температуры, а затем возвращается к воздушному компрессору.
Вторая часть воздуха после блока очистки поступает в основной теплообменник для охлаждения до температуры насыщения и затем поступает в нижнюю колонну.

Обогащенный кислородом жидкий воздух образуется путем дистилляции на дне нижней колонны, а высокая чистота газообразного азота достигается в верхней части нижней колонны. Большая часть газообразного азота конденсируется конденсатором-испарителем, часть жидкого азота подают в нижнюю колонну в виде флегмы, другая часть жидкого азота после охлаждения в переохладителе делится на две части. Одна часть из которых направляется в верхнюю колонну в виде флегмы, другая часть выдается как жидкий азот. Чистый жидкий кислород получается из нижней части верхней колонны. После охлаждения через переохладитель он поступает в резервуар в виде жидкого кислородного продукта.

Отработанный газообразный азот из верхней части верхней колонны проходит через переохладитель и поступает в нижнюю часть основного теплообменника для нагрева до определенной температуры.
Затем он переходит в расширительную турбину для создания холодильной мощности и снова возвращается в основной теплообменник для повторного нагрева до нормальной температуры. Часть отбросного азота направляется в блок очистки в качестве регенерирующего газа. Другая часть сбрасывается в атмосферу.