空分设备的制冷过程主要遵循经典的制冷循环,通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等步骤来实现空气的冷却。
空气首先经过多级压缩机进行压缩,逐渐提高压力,空气温度升高,但压力也相应增大。压缩后的空气进入冷却系统,通过热交换器、膨胀机等设备降低温度。同时,空气中的杂质(如水分、二氧化碳、乙炔等)也被去除。降低空气温度,提高后续分离过程的效率;净化空气,保护设备免受杂质损害。空气温度显著降低,杂质含量减少。经过冷却和净化的空气进入膨胀机进行膨胀,体积增大,压力降低。利用气体在膨胀过程中对外做功,释放内能,从而降低温度。空气温度进一步降低,在低温下,空气中的氧气、氮气等组分开始液化。通过精馏塔等分离设备,利用不同组分的沸点差异进行分离,得到液态氧、液态氮等产品。
空分设备的制冷效果直接影响到产品的产量和质量。通过优化制冷过程,可以降低能耗、提高分离效率、延长设备寿命。