L’équipement de séparation d’air est d’utiliser l’air comme matière première, à travers la méthode de congélation profonde du cycle de compression pour transformer l’air en liquide, puis par rectification et séparation progressive de l’air liquide pour produire de l’oxygène, de l’azote et de l’argon et d’autres équipements de gaz inertes.

Principe de Purification de l’équipement de séparation d’air

Dans l’équipement de production d’oxygène utilisant le principe de la rectification de basse température, afin d’assurer le fonctionnement normal de la séparation de distillation d’air dans la région de basse température, l’air doit être filtré, pré-refroidi et purifié dans la région de température normale.
L’air contient beaucoup de poussière, compresseur de turbine d’air (appelé compresseur d’air) dans une longue période de fonctionnement à grande vitesse, la poussière provoquera l’usure, la corrosion et la mise à l’échelle de la roue, de la lame et d’autres parties de la machine, raccourcir la durée de vie de la machine, de sorte que le filtre à Air de matière première doit être placé pour enlever la poussière dans l’air.
La température de l’air comprimé par le compresseur de turbine à air s’élève à plus de 80 degrés, ce qui entraîne l’adsorption ultérieure et le transfert de chaleur ne peut pas être effectué normalement. En réglant un système de prérefroidissement de l’air, la température de l’air entrant dans l’équipement de séparation de l’air peut être efficacement réduite.
En plus d’un grand nombre de poussière dans l’air brut, il y a de l’eau, du dioxyde de carbone et de l’acétylène et d’autres hydrocarbures, la plupart des équipements modernes de séparation de l’air utilise le système de purification de tamis moléculaire pour éliminer ces impuretés, afin d’améliorer la propreté de l’air dans la boîte froide, pour empêcher l’eau et la concentration de dioxyde de carbone et menacer le fonctionnement normal de l’équipement de séparation de l’air. Par conséquent, l’équipement de filtration, de prérefroidissement et de purification de gaz est une partie indispensable de l’équipement de séparation de l’air.

Il existe cinq types de mécanisme de dépoussiérage:
1 impact inertiel: des particules plus petites peuvent passer à travers les micropores du filtre, mais à travers le chemin du milieu filtrant, les particules ont assez de masse et d’impulsion pour entrer en collision avec la fibre du filtre et être bloquées et capturées.
2 diffusion brownienne: les très petites particules ont une masse très faible, et lorsqu’elles sont diffusées avec le mouvement brownien du flux d’air, elles entrent en collision avec la fibre du filtre et sont filtrées.
3 blocage Direct: pour les particules de particules de poussière supérieures à 1 micron, en filtrant le microtrou du matériau moyen, le diamètre de particule est plus grand que le diamètre du microtrou, et il est directement bloqué et intercepté pour atteindre le but d’éliminer les impuretés.
4 tassement par gravité: les particules de poussière sont recueillies en continu jusqu’à ce que leur masse devienne suffisamment importante pour tomber au fond du filtre sous l’action de la gravité ou être déchargées par la soupape à cendres.
5 sédimentation électrostatique: l’électricité statique fait changer la trajectoire de mouvement de la poussière et se heurte à des obstacles, et la force électrostatique participe au travail de collage.

Système composé d’équipements de séparation de l’air

L’équipement de séparation d’air est un grand système complexe, principalement composé des sous-systèmes suivants: système d’alimentation, système de purification, système de réfrigération, système d’échange de chaleur, système de distillation, système de livraison de produit, système de stockage de liquide et système de contrôle.

Système dynamique
Se réfère principalement au compresseur d’air de matière première. L’équipement de séparation d’air sépare l’air par la basse température pour obtenir l’oxygène, l’azote et d’autres produits, qui est essentiellement complété par la conversion d’énergie. L’énergie de l’appareil est principalement entrée par le compresseur d’air brut. Par conséquent, la majeure partie de la consommation totale d’énergie nécessaire pour la séparation de l’air est la consommation d’énergie des compresseurs d’air brut.

Système de Purification
Il est composé du système de prérefroidissement d’air (système de refroidissement d’air) et du système de purification de tamis moléculaire (système de purification). La température de l’air de la matière première comprimée est élevée, et le système de prérefroidissement d’air réduit la température de l’air par le transfert de chaleur de contact, et peut laver les impuretés nocives telles que les substances acides. Le système de purification du tamis moléculaire élimine en outre l’eau, le dioxyde de carbone, l’acétylène, le propylène, le propane et l’oxyde nitreux de l’air, qui sont nocifs pour le fonctionnement de l’équipement de séparation de l’air.

Système de réfrigération: l’équipement de séparation d’air est refroidi par expansion, et la réfrigération de l’équipement entier de séparation d’air suit strictement le cycle de réfrigération classique. Cependant, l’équipement de réfrigération de séparation d’air généralement mentionné se réfère principalement à: machine d’expansion.

Système d’échange de chaleur
Le bilan thermique de l’équipement de séparation d’air est réalisé par le système de réfrigération et le système d’échange de chaleur. Avec le développement de la technologie, l’échangeur de chaleur utilise principalement l’échangeur de chaleur à ailettes en aluminium.

Système de Rectification
Le noyau de l’équipement de séparation d’air, l’équipement important pour réaliser la séparation à basse température. La distillation à deux étages à haute et basse pression est généralement adoptée. Il se compose principalement de tour de basse pression, tour de pression moyenne et évaporateur de condensation.

Système de livraison de produits
L’oxygène et l’azote produits par les équipements de séparation de l’air exigent une certaine pression pour répondre à l’utilisation des systèmes ultérieurs. Tant qu’il est composé d’une variété de différentes spécifications de compresseurs d’oxygène et d’azote.

Système de stockage de liquide
L’équipement de séparation d’air peut produire une certaine quantité d’oxygène liquide et d’azote liquide et d’autres produits pour entrer dans le système de stockage liquide pour une utilisation en cas de besoin. Tant qu’il est composé d’une variété de différentes spécifications de réservoirs de stockage, de pompes à liquide cryogénique et de carburateurs.

Système de contrôle
Le grand équipement de séparation d’air adopte le système de contrôle distribué par ordinateur, qui peut réaliser le contrôle automatique.
L’équipement de séparation de l’air du processus peut être divisé en cinq systèmes de base:
Système de Purification des impuretés
Principalement par des filtres à air et des absorbants de tamis moléculaires et d’autres dispositifs pour purifier l’air mélangé avec des impuretés mécaniques, l’eau, le dioxyde de carbone, l’acétylène et ainsi de suite.
Systèmes de refroidissement et de liquéfaction de l’air
Il est principalement composé de compresseur d’air, d’échangeur de chaleur, de machine d’expansion et de valve de papillon d’air, etc., qui joue le rôle de la congélation de l’air.
Système de distillation d’air
Les principaux composants sont la tour de distillation (tour supérieure, tour inférieure), évaporateur de condensation, sous-refroidisseur, air liquide et papillon d’azote liquide. Il joue le rôle de séparer les différents composants dans l’air.
Système de chauffage et de soufflage
Le système de purification est régénéré par chauffage et soufflage.
Système de contrôle des instruments
L’ensemble du processus est contrôlé par divers instruments.

Vue d’ensemble du projet d’équipement de séparation des gaz de l’air

Profil du projet

300/350 équipement de séparation d’air pour l’exportation en Australie.

Avantage du produit

Technologie d’économie d’énergie

1, système de compression d’air:

La pression de décharge du compresseur d’air est réduite de la pression traditionnelle de 0,52 MPaG à 0,42 MPaG.

2, système de pré-refroidissement:

La résistance de la tour de refroidissement à l’air diminue de 10KPa à 6KPa

L’utilisation du plus haut emballage à faible résistance assure non seulement la performance de transfert de chaleur de la tour, mais réduit également la résistance

Le dispositif de distribution de liquide adopte un distributeur nouveau, de pointe et avancé pour assurer les performances de transfert de chaleur de la tour sous la prémisse de réduire l’eau gelée; Le flux de gaz élevé réduit considérablement la résistance interne.

Le refroidisseur adopte un petit débit et une grande différence de température; le débit de la pompe à eau refroidie réduit de plus de la moitié;

3. Système de purification:

La résistance de l’adsorbeur diminue de 8KPa à 4KPa

La capacité d’adsorption unitaire a été augmentée de 50% en utilisant un adsorbant de tamis moléculaire de type III. Lorsque la puissance de régénération est réduite, la résistance est également réduite.

Système de tour de fractionnement

La tour inférieure, la tour supérieure et la tour d’argon adoptent un emballage régulier;

Le remplissage est le nouveau PLUS; Efficacité de distillation augmentée de 20%

L’échangeur de chaleur à plaque adopte la nouvelle structure, et la résistance de l’échangeur de chaleur principal est réduite de 15KPa à 10KPa

En utilisant le refroidissement principal multi-couches, la différence de température de transfert de chaleur peut être réduite de 1,6K à moins de 0,9K

Système de contrôle

Mesure du débit par débitmètre à barres, réduction de la résistance de 3-4KPa à 0,5-1KPa

Comparaison de la consommation d’énergie

Serial number	name	Design index	JB/T8693-2015	Actual operation	The operation of other enterprises
1	Air compressor discharge pressure MPa	0.42	——–	0.42	0.52
2	Air compressor flow Nm3/h	58000	——–	57225	61000
3	Energy consumption per unit equivalent of oxygen production 0.42KW.h/m3	0.42	0.438	0.419	0.461
4	Compared with the national standard energy consumption %			95.9	105

Paramètre technique

Selon les conditions du site spécifiées par l’utilisateur, le dispositif de séparation d’air produit simultanément plusieurs produits pour atteindre la quantité et la qualité suivantes:

Product name	yield Nm3/h	purity	Out-of-bounds pressure MPa(A)	Outbound zone temperature  ℃	remark
Oxygen gas	250	≥99.6％O2	0.12	40
Nitrogen gas	300	≤10PPm O2	0.11	40

Caractéristique opérationnelle

Cycle de fonctionnement et durée de vie du dispositif

Le cycle de fonctionnement continu de l’unité est de 2 ans, sauf pour une maintenance simple.

Vie de conception du dispositif ≥20 ans.

Conformément aux instructions de la Partie B, le matériel principal fourni par la Partie B peut satisfaire aux exigences du présent Contrat dans un délai de 5 ans.

Temps d’exécution

En fonctionnement normal, le cycle de fonctionnement à compter du moment où l’unité doit être complètement décongelée est de 2 ans.

Temps de conduite

Après tout dégel, le temps de conduite pour atteindre le rendement du produit conçu: environ 36 heures.

Temps de conduite pour générer de l’oxygène après le stationnement temporaire:

L’oxygène est produit 4 à 6 heures après 8 heures de stationnement.

L’oxygène est produit 8 à 10 heures après 24 heures de stationnement.

4, le temps nécessaire pour décharger le liquide de la boîte froide (tour et condensateur) : environ 8 heures

Temps de décogel dans la boîte froide (sans système de production d’argon) : environ 36 heures

Élasticité opérationnelle

Le dispositif de production d’oxygène peut fonctionner dans la plage de 75% ~ 105% de la sortie d’oxygène conçue dans des conditions de charge variable sans aucun équipement supplémentaire (dans les conditions de conception) et répondre aux exigences de quantités de produits de plus en plus grandes.

Unité de soutien d’équipement de séparation d’air

Matching unit	quantity
Air filtration compression system	2 Set
Precooling system	1 Set
Purification system	1 Set
Fractionating system	1 Set
Turbocharger expansion unit	2 Set
Liquid storage and vaporization system	1 Set
Oxygen pressure system	1 Set
Nitrogen pressure system	1 Set
Gas storage and pressure regulation system	1 Set
Electronic control system	1 Set
Instrument control system	1 Set

Quels sont les domaines d’application des équipements de séparation d’air

l’application d’équipements de séparation d’air dans le domaine de la pétrochimie

L’équipement de séparation d’air a été largement utilisé dans le domaine de la pétrochimie, le plus commun est de séparer l’air en oxygène, azote et autres gaz, afin d’être utilisé dans la production pétrochimique de soudage, coupe, pulvérisation, traitement thermique et autres processus. En outre, les équipements de séparation d’air peuvent également être utilisés dans le dégazage de la production pétrochimique, la préparation de l’hydrogène et d’autres liaisons.

l’application d’équipements de séparation d’air dans le domaine de la métallurgie

L’industrie métallurgique est également l’un des domaines d’application importants de l’équipement de séparation d’air, qui est souvent utilisé dans le processus de fusion et de production de fer, d’acier, de cuivre et d’autres matériaux métalliques. Dans les équipements de fusion tels que le haut four et le convertisseur, en raison de la nécessité de réduire et de fondre le minerai à partir de la chaleur générée par la combustion du minerai et du coke, une grande quantité d’oxygène est nécessaire. À ce moment, l’équipement de séparation d’air joue un rôle important dans la préparation de l’oxygène.

l’application d’équipements de séparation d’air dans le domaine de la médecine

L’application de l’équipement de séparation d’air dans l’industrie pharmaceutique est principalement pour préparer l’oxygène dans l’air en gaz d’oxygène, qui est utilisé pour la thérapie à l’oxygène, le sauvetage et d’autres moyens de traitement. Dans les véhicules d’urgence, les hôpitaux et d’autres endroits, certains patients ont besoin de respirer à travers un respirateur, qui nécessite de l’oxygène de haute pureté. À ce moment, l’équipement de séparation d’air est largement utilisé dans le domaine de la médecine.

En résumé, comme une sorte d’équipement pour l’absorption physique ou chimique et la séparation de gaz mélangés, l’équipement de séparation d’air a une large gamme d’applications dans la pétrochimie, la métallurgie, la médecine et d’autres domaines.