深冷空分工艺主要包括以下步骤:
空气压缩:利用压缩机将空气压缩至较高压力,通常达到10至30兆帕。
空气预处理:经过压缩后的空气进入制冷部分,通过冷却来降低温度。制冷过程通常采用膨胀制冷或制冷剂循环系统。在这个阶段,空气中的水蒸气和二氧化碳等杂质会被除去,确保纯净的深冷气体的制备。
低温分离:这是制备高纯氧气的关键步骤。冷却后的空气进入空分装置进行分离。首先将空气加压,使其进入蒸汽液化器中,通过与热交换器中的蒸汽接触,使空气的温度逐渐下降。随着温度的下降,空气中的水分、二氧化碳、甲烷等杂质被逐渐除去,同时氧气和氮气的沸点差异逐渐增大。然后,将低温空气送入精馏塔中,通过多级萃取,将氧气和氮气分离开来。
气体液化:分离后得到的深冷气体是以气态形式存在的,需要将其液化。液化通常采用压缩冷却法。深冷气体进入液化装置,通过压缩和冷却,使气体的温度降低到接近气体的临界温度。然后,通过进一步的冷却,将气体完全液化。
液体分装:深冷气体液化后,需要将其进行分装。
质量检验:制造过程的最后一步是对产品进行质量检验。
深冷空分工艺的主要目的是通过低温分离、纯化、压缩等多道工序,将空气中的氧气和氮气分离,从而获得高纯度的氧气和氮气。在工业生产中,深冷空分被广泛应用于石油炼制、化工、电子、医药等领域。尽管存在一些挑战和限制,但通过不断创新和改进,深冷空分技术将为各行各业提供可靠的气体供应解决方案,促进工业发展和进步。