Une usine de séparation de l’air utilise l’air comme matière première, le transforme en liquide grâce à un cycle de compression et de congélation, puis le sépare progressivement par rectification pour produire de l’oxygène, de l’azote, de l’argon et d’autres gaz inertes.
Fabricant d’équipements de séparation de l’air
Les équipements de séparation des gaz désignent les équipements utilisés pour la liquéfaction, la rectification et la séparation finale des gaz en oxygène, azote et autres gaz utiles. Les équipements de séparation des gaz constituent un ensemble complet composé de diverses machines et équipements, souvent classés en fonction de la pression atmosphérique. Les plus couramment utilisés sont ceux à haute pression, moyenne pression et basse pression 3.
Lors du choix du type d’équipement, il convient de tenir compte des exigences en matière de type de produit, de demande et de pureté, ainsi que de la consommation d’énergie, du cycle de fonctionnement continu en toute sécurité et d’autres facteurs.
Les équipements à basse pression sont largement utilisés en raison de leur faible consommation d’énergie, de leur long cycle de fonctionnement continu et de leur rendement économique élevé.
Équipement cryogénique pour séparer les produits gazeux et liquides à composant unique des gaz bruts à composants multiples. Les gaz bruts à composants multiples désignent généralement l’air, le gaz naturel, le gaz de cokerie, le gaz à l’eau, le gaz de libération d’ammoniac et divers gaz de craquage. Les équipements courants de séparation des gaz comprennent les équipements de séparation de l’air, les équipements de séparation du gaz naturel, les équipements de séparation du gaz de libération d’ammoniac synthétique, les équipements de séparation du gaz de cokerie et du gaz à l’eau, ainsi que les équipements d’extraction des gaz rares.
Principe de séparation des gaz
Le principe de base de la séparation est le suivant : le gaz brut purifié sous pression ou sous pression est refroidi progressivement jusqu’à la température de condensation de chaque composant séparé pour la séparation (condensation en une seule étape ou progressive) ; ou le gaz brut est séparé par pressurisation, refroidissement, liquéfaction et rectification. Température de condensation courante des gaz (à une pression de 101,325 kpa)
À l’heure actuelle, il existe de nombreux types et modèles d’équipements de séparation de l’air. Certains appareils permettent de produire de l’oxygène et de l’azote gazeux, tandis que d’autres permettent de produire de l’oxygène et de l’azote liquides. Mais en ce qui concerne le processus de base, il existe quatre types principaux, à savoir le processus à haute pression, à moyenne pression, à haute et basse pression et à basse pression totale. La production d’équipements de séparation de l’air en Chine est passée d’une production initiale de seulement 20 m3/h (oxygène) à une capacité actuelle de 20 000 m3/h, 30 000 m3/h et 50 000 m3/h (oxygène) pour les équipements de séparation de l’air de grande taille.
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 d’alimentation: 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: 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, habituellement appelé équipement de réfrigération de séparation d’air, tant qu’il se réfère 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 actuel utilise principalement l’échangeur de chaleur déformé de plaque d’aluminium.
Système de Distillation: 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. Tant qu’il se compose d’une tour basse pression, d’une tour moyenne pression et d’un évaporateur à condensation.
Système de livraison du produit: l’oxygène et l’azote produits par l’équipement 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 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.
Les équipements de séparation de l’air utilisés dans le processus peuvent être divisés en cinq systèmes de base :
Système de purification des impuretés : principalement grâce à des filtres à air, des absorbeurs à tamis moléculaire et d’autres dispositifs, afin de purifier l’air mélangé à des impuretés mécaniques, de l’eau, du dioxyde de carbone, de l’acétylène, etc.
Système de refroidissement et de liquéfaction de l’air : principalement composé de compresseurs d’air, d’échangeurs de chaleur, d’expandeurs et de vannes d’étranglement d’air, etc., qui jouent le rôle de congélation profonde de l’air.
Système de rectification de l’air : les principaux composants sont la tour de rectification (tour supérieure, tour inférieure), l’évaporateur à condensation, le sous-refroidisseur, l’air liquide et la vanne d’étranglement d’azote liquide. Il joue le rôle de séparer les différents composants de l’air.
Système de chauffage et de soufflage : le système de purification est régénéré par chauffage et soufflage.
Système de contrôle des instruments : contrôle l’ensemble du processus à l’aide de divers instruments.