Hoofdsysteemsamenstelling van gasscheidingsapparatuur

De lagedrukgasscheidingsapparatuur bestaat uit vier hoofdsystemen: luchtcompressiesysteem, onzuiverheidszuivering en warmtewisselingssysteem, koelsysteem en liquefactie-rectificatiesysteem. De bijbehorende mechanische uitrusting omvat een luchtturbinecompressor, luchtkoeltoren, turbine-expander en fractioneringstoren. Het werkingsprincipe van de lagedrukgasscheidingsapparatuur is gebaseerd op de vloeibaarmakingscyclus en rectificatietheorie. De binnenkomende lucht wordt eerst gecomprimeerd en gekoeld door de luchtkoeltoren van de turbinecompressor tot een druk van 0,5 MPa en een temperatuur van ongeveer 303k, en komt dan in de schakelende warmtewisselaar ( E1 en E2). De twee warmtewisselaars kunnen water en koolstofdioxide in de lucht verwijderen en warmte-uitwisseling uitvoeren. De lucht wordt gekoeld tot een temperatuur dichtbij de liquefactietemperatuur (101K) en vervolgens naar de onderste toren gestuurd. Een deel van de lucht wordt uit de onderste toren gehaald en naar de warmtewisselaar (E2) gestuurd voor verwarming. De verwarmde lucht komt samen met een kleine hoeveelheid koude lucht uit de onderste toren en gaat de turbine-expander binnen voor adiabatische expansie om de vereiste koelcapaciteit te genereren, die vervolgens naar de bovenste toren wordt gestuurd voor rectificatie. De resterende lucht wordt in de onderste kolom voorlopig gerectificeerd. Vloeibare lucht met 38 procent zuurstof wordt onderaan verkregen, zuivere vloeibare stikstof die 99,99 procent stikstof bevat bovenaan de onderste toren, en vuile vloeibare stikstof die ongeveer 95 procent stikstof bevat in het midden. Vloeibare lucht, zuivere vloeibare stikstof en vuile vloeibare stikstof worden respectievelijk uit de onderste kolom gehaald en via de smoorklep drukloos gemaakt tot ongeveer 0,05 MPa en vervolgens als refluxvloeistof naar de bovenste kolom gestuurd. Hier wordt de tweede diepe rectificatie bij lage temperatuur uitgevoerd om zeer zuivere zuurstof te verkrijgen die 99,6-99,8 procent zuurstof bevat op de bodem van de bovenste kolom. Het stroomt door de warmtewisselaar (E4, E2, E1) om warmte uit te wisselen met de lucht en wordt uit de kolom afgevoerd nadat het tot atmosferische temperatuur is verwarmd. Stikstof van hoge zuiverheid met 99,999 procent stikstof wordt verkregen aan de bovenkant van de bovenste kolom en rioolwaterstikstof met ongeveer 96 procent stikstof wordt verkregen in het midden van de bovenste kolom. Ze worden allemaal opnieuw verwarmd tot atmosferische temperatuur door warmtewisselaars (E3, E4, E2, E1) en vervolgens afgevoerd naar de unit.