Что такое воздухоразделительная установка?

Воздухоразделительная установка (ВРУ) — промышленное сооружение, предназначенное для разделения атмосферного воздуха на его основные компоненты: азот, кислород, а иногда и аргон и другие инертные газы. Эти установки необходимы для производства газов высокой чистоты, необходимых в различных отраслях промышленности. Типичные компоненты ASU включают в себя:

• Воздушные компрессоры : для сжатия атмосферного воздуха.

Система очистки воздуха : для удаления примесей.

Теплообменники : Для охлаждения сжатого воздуха.

Криогенные системы охлаждения : для сжижения воздуха.

Дистилляционные колонны : для разделения воздуха на компоненты.

 

Как работает воздухоразделительная установка?

Основным методом, используемым в ВРУ, является фракционная перегонка. Вот пошаговая схема процесса:

Сжатие : Атмосферный воздух всасывается в ASU и проходит через ряд компрессоров для повышения его давления, обычно от 5 до 10 бар манометрического давления. Этот шаг повышает эффективность последующих процессов охлаждения и разделения.

Очистка : Сжатый воздух очищается от примесей, таких как влага, углекислый газ и следовые примеси. Эта очистка имеет решающее значение для обеспечения высокой чистоты отделенных газов и предотвращения замерзания или закупорки криогенного оборудования.

Охлаждение : Очищенный сжатый воздух охлаждается до криогенных температур с помощью теплообменников и холодильных циклов. Этот процесс охлаждения сжижает воздух, облегчая разделение на основе различий в температурах кипения.

Сепарация : сжиженный воздух подается в дистилляционную колонну (или несколько колонн), где он разделяется на основные компоненты:

• Азот : кипит при -196°C (-321°F).
• Кислород : кипит при -183°C (-297°F).
• Аргон (если он отделен): кипит при -186°C (-303°F).

По мере того, как воздух поднимается по колонне, он постепенно нагревается, в результате чего различные компоненты испаряются при соответствующих температурах кипения. Например, богатый кислородом пар поднимается вверх, а богатая азотом жидкость собирается внизу. Аргон обычно извлекается в промежуточной точке колонны.

Сбор, хранение и доставка : Отделенные газы собираются и хранятся либо в герметичных, либо в криогенных резервуарах. Эти газы затем распределяются в соответствии с конкретными требованиями к чистоте для различных применений.

Эффективность ВРУ во многом зависит от тесной интеграции его теплообменников и разделительных колонн.

 

Применение ВРУ

Здравоохранение

Подача кислорода : Критически важна для медицинского применения, включая респираторную поддержку и анестезию.

Другие технические газы : используются в различных медицинских целях.

Промышленные процессы

Производство металлов : Кислород и азот используются при резке, сварке и других процессах металлообработки.

Химическое производство : Газы из ВРУ используются в синтезе химических веществ.

Очистка сточных вод : Кислород используется для улучшения процессов биологической очистки.

Производство полупроводников . Газы высокой чистоты необходимы для таких процессов, как производство пластин и изготовление устройств.

Еда и напитки

Азот : используется для упаковки и консервирования пищевых продуктов для продления срока годности.

Производство энергии

Процессы сгорания : Кислород высокой чистоты используется на электростанциях и сталелитейных заводах для повышения эффективности сгорания и снижения выбросов.

 

Заключение

Установка разделения воздуха является краеугольным камнем технологии производства промышленных газов высокой чистоты. Его способность эффективно и экономично разделять воздух на его первичные компоненты находит широкое применение в здравоохранении, промышленных процессах, пищевой промышленности и производстве напитков, а также в производстве энергии. По мере роста спроса на эти газы роль ВРУ будет продолжать расширяться, что обусловлено достижениями в области криогенной техники и растущей потребностью в газах высокой чистоты в различных приложениях.