空分設(shè)備精餾塔的工作原理主要是基于不同組分的沸點差異進行分離。
空氣或液態(tài)空氣被引入精餾塔的頂部,通過加熱設(shè)備使得混合物開始汽化,每個組分根據(jù)其沸點的不同,會在不同的溫度下開始汽化。較輕的組分(如氧氣)汽化速度快,而較重的組分(如氮氣、氬氣)汽化速度慢。當混合物汽化后,在塔體內(nèi)形成了汽液混合物,在塔內(nèi)不斷上升和下降,形成動態(tài)平衡。為了增加汽液間的接觸面積和促進質(zhì)量傳遞,塔體內(nèi)設(shè)置了一系列填料(如鮑爾環(huán)、篩板等)。汽液混合物在塔內(nèi)接觸到填料表面,汽液之間進行連續(xù)的傳遞。在這個過程中,重組分(如氮氣、氬氣)逐漸向下凝結(jié)并從塔底部流出,而輕組分(如氧氣)則向上蒸發(fā)。經(jīng)過填料層的傳遞后,輕組分進一步匯集于塔頂,形成純度較高的產(chǎn)品。而重組分則通過塔底的收集裝置,形成較低純度的副產(chǎn)品。
在分離過程中產(chǎn)生的蒸汽需要冷凝為液體,以便回收和再利用。通常使用冷卻水或冷卻劑來對蒸汽進行冷卻,使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)。