空分设备中的冷却分馏塔系统,其核心工作原理主要基于空气中各组分气体沸点的差异,通过精馏技术实现气体的分离。
空气经过压缩系统进行压缩,提高压力,压缩后的空气进入预冷系统,主要包括空冷塔和水冷塔,通过冷却水或冷冻水对空气进行初步冷却,去除部分热量和水分。经过预冷的空气进入纯化系统,通过分子筛吸附器等设备去除空气中的水分、二氧化碳、一氧化碳、氢气和碳氢化合物等杂质,纯化后的空气进入换热系统,进行深度冷却,部分空气经过透平膨胀机蒸发产生冷量,用于冷却其他空气。冷却后的空气进入分馏塔系统,即冷箱内的主塔。在主塔中,空气经过多层塔板和填料,形成气液接触,利用各组分沸点的差异进行分离。低沸点组分逐渐蒸发并上升到塔顶,而高沸点组分则逐渐液化并沉积在塔底。
分馏塔是核心设备,其内部装有多层塔板和填料。塔板上的溢流斗和溢流挡板以及填料上的小孔和分布器,有助于形成气液接触,实现高效的热质交换和组分分离。