空分设备中的空冷塔是空气预冷系统的核心装置,其作用贯穿于空气分离的全流程,直接影响整套装置的效率、能耗与安全性。
降温,空冷塔通过热交换将高温压缩空气(通常120-160℃)的温度降至30-40℃,接近常温。这一过程基于逆流接触原理:冷却水从塔顶喷淋而下,与从塔底进入的压缩空气充分接触,空气中的热量通过显热和蒸发潜热传递给冷却水,从而降低自身温度。降温可显著减少后续分子筛吸附器的负荷,提高吸附效率,降低空分系统总能耗。
除湿,空气温度降低导致相对湿度升高,部分水蒸气凝结成液态水,随冷却水排出塔外。这一过程可防止水分进入后续低温设备(如冷箱)引发冻结堵塞,同时减轻切换式换热器的自清除负担。
预处理,空冷塔通过气液接触洗涤空气中的机械杂质(如灰尘、油污)和酸性物质(如CO₂、SO₂),为分子筛纯化系统提供更稳定的进气条件。填料层或塔板的设计延长了气液接触时间,强化了热质交换效率。