深冷空分工藝主要包括以下步驟:
空氣壓縮:利用壓縮機將空氣壓縮至較高壓力,通常達(dá)到10至30兆帕。
空氣預(yù)處理:經(jīng)過壓縮后的空氣進入制冷部分,通過冷卻來降低溫度。制冷過程通常采用膨脹制冷或制冷劑循環(huán)系統(tǒng)。在這個階段,空氣中的水蒸氣和二氧化碳等雜質(zhì)會被除去,確保純凈的深冷氣體的制備。
低溫分離:這是制備高純氧氣的關(guān)鍵步驟。冷卻后的空氣進入空分裝置進行分離。首先將空氣加壓,使其進入蒸汽液化器中,通過與熱交換器中的蒸汽接觸,使空氣的溫度逐漸下降。隨著溫度的下降,空氣中的水分、二氧化碳、甲烷等雜質(zhì)被逐漸除去,同時氧氣和氮氣的沸點差異逐漸增大。然后,將低溫空氣送入精餾塔中,通過多級萃取,將氧氣和氮氣分離開來。
氣體液化:分離后得到的深冷氣體是以氣態(tài)形式存在的,需要將其液化。液化通常采用壓縮冷卻法。深冷氣體進入液化裝置,通過壓縮和冷卻,使氣體的溫度降低到接近氣體的臨界溫度。然后,通過進一步的冷卻,將氣體完全液化。
液體分裝:深冷氣體液化后,需要將其進行分裝。
質(zhì)量檢驗:制造過程的最后一步是對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗。
深冷空分工藝的主要目的是通過低溫分離、純化、壓縮等多道工序,將空氣中的氧氣和氮氣分離,從而獲得高純度的氧氣和氮氣。在工業(yè)生產(chǎn)中,深冷空分被廣泛應(yīng)用于石油煉制、化工、電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域。盡管存在一些挑戰(zhàn)和限制,但通過不斷創(chuàng)新和改進,深冷空分技術(shù)將為各行各業(yè)提供可靠的氣體供應(yīng)解決方案,促進工業(yè)發(fā)展和進步。