Разделение воздуха малых и средних размеров

Очистка передней части

В современных ASU используется блок предварительной очистки (PPU), который удаляет влагу, CO2 и большинство углеводородов из воздуха. Влага и CO2 должны быть удалены, чтобы предотвратить образование льда и сухого льда позже в процессе. PPU обычно состоит из чиллера для охлаждения воздуха до 40-55 ° F, сепаратора конденсата для удаления свободной воды и 2 резервуаров, заполненных влагопоглотителем и материалом мольного сита, который адсорбирует загрязнители, позволяя воздуху проходить через него. Один слой всегда задействован в процессе, в то время как другой слой регенерируется нагретым отработанным азотом для удаления накопившихся загрязняющих веществ. Кровати автоматически меняются каждые 5-8 часов. Воздух из PPU почти не содержит влаги и CO2. В некоторых старых ASU для очистки передней части используются реверсивные теплообменники. Эти системы содержат специальные криогенные теплообменники, которые замораживают влагу и CO2, позволяя чистому воздуху поступать в процесс дистилляции. Проходы в теплообменнике переключаются каждые 3-10 минут серией дроссельных и обратных клапанов. Один проход удаляет загрязнения, а другой регенерируется выходящими отходящими газами. Хотя удаление влаги и CO2 с помощью реверсивных теплообменников является экономичным как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам. 

Холодильник 

Холодильная камера содержит криогенные теплообменники, дистилляционные колонны и соответствующие клапаны и трубопроводы. Поскольку части этой системы очень холодные, все компоненты монтируются внутри холодильной камеры, а затем помещаются в изоляцию. Холодильные камеры могут быть прямоугольными или цилиндрическими и, как правило, высокими, некоторые более 200 футов, в зависимости от емкости и типа аргоновой системы. Современные холодильные камеры заполнены перлитовой изоляцией, которая легка и проста в установке и снятии при необходимости. Старые холодильные камеры могут быть плотно набиты криогенной минеральной ватой, которая вручную упаковывается из расчета 14 фунтов на кубический фут. Установка и удаление занимает очень много времени. 

Расширитель 

Все ASU, за исключением некоторых очень маленьких, имеют расширители. Детандеры обеспечивают необходимое охлаждение для производства жидкостей в системе дистилляционной колонны. Воздух, азот или отработанный азот подается в детандер, заставляя колесо вращаться и передавать энергию компрессору, генератору или масляному тормозу. Эта передача энергии вызывает охлаждение газа. По мере продолжения процесса температура на выходе расширителя в конечном итоге достигает расчетной температуры при охлаждении системы колонн. 

Система с жидким аргоном 

Существует 2 распространенных типа систем с жидким аргоном. Многие заводы вообще не предоставляют оборудования для разделения аргона. В этих случаях большая часть аргона просто покидает ВРУ вместе с отработанным газом. В первом типе используется колонна сырого аргона, в которой аргон концентрируется до содержания 2–3% O2 ​​из сырья из колонны низкого давления с содержанием 88–92% O2. Этот сырой аргон нагревается и смешивается с водородом перед поступлением в каталитический реактор, где H2 и O2 объединяются, образуя воду. Затем этот влажный аргон сушат и снова охлаждают до криогенных температур, после чего H2 и N2 удаляются в сепараторе и дистилляционной колонне соответственно. Криогенные системы с аргоном для очистки зависят исключительно от дистилляции. Поскольку для отделения аргона от кислорода требуется большое количество тарелок или насадок, эти колонны могут достигать более 200 футов в высоту. Многие новые заводы используют криогенные системы аргона, чтобы избежать использования компрессора аргона и водорода в процессе. Обратной стороной является длительное время восстановления для достижения чистоты после запуска или нарушения процесса, во много раз более 48 часов.