Nowoczesne układy ASU wykorzystują do chłodzenia turbiny rozprężne; moc ekspandera pomaga napędzać sprężarkę powietrza w celu zwiększenia wydajności.
Grzejniki CO – cały proces
Proces składa się z następujących głównych etapów:
- Przed sprężaniem powietrze jest wstępnie filtrowane z pyłu.
Powietrze jest sprężane, gdzie końcowe ciśnienie tłoczenia jest określane na podstawie odzysku i stanu cieczy (gaz lub ciecz) produktów. Typowe wartości ciśnienia wahają się od 5 do 10 bar manometrów. Strumień powietrza może być również sprężany do różnych ciśnień, aby zwiększyć sprawność układu ASU. Podczas sprężania woda jest kondensowana w chłodnicach międzystopniowych. Grzejniki co Kotły i grzejniki.
Powietrze procesowe jest zazwyczaj przepuszczane przez sito molekularne, które usuwa pozostałą parę wodną oraz dwutlenek węgla, który zamarza i zatyka urządzenia kriogeniczne. Sita molekularne są często przeznaczone do usuwania z powietrza wszelkich węglowodorów gazowych, ponieważ mogą one stanowić problem podczas późniejszej destylacji powietrza, która może prowadzić do eksplozji.
Złoże sit molekularnych musi być zregenerowane. Odbywa się to poprzez instalację wielu urządzeń pracujących w trybie zmiennym oraz wykorzystanie suchego koprodukowanego gazu odlotowego do osuszania wody.
Powietrze procesowe jest przepuszczane przez zintegrowany wymiennik ciepła (zwykle płytowy wymiennik ciepła z żebrami) i chłodzone w kierunku strumieni kriogenicznych produktu (i odpadów). Część powietrza skrapla się tworząc ciecz wzbogaconą w tlen. Pozostały gaz jest bogatszy w azot i jest destylowany do prawie czystego azotu (zazwyczaj < 1 ppm) w wysokociśnieniowej (HP) kolumnie destylacyjnej. Kondensator z tej kolumny wymaga chłodzenia, które jest uzyskiwane z rozszerzenia strumienia bogatego w tlen dalej przez zawór lub przez rozprężarkę (kompresor odwrotny).
Grzejniki CO alternatywnie
Alternatywnie skraplacz można schłodzić przez wymianę ciepła z ponownie gotowanym kotłem w niskociśnieniowej kolumnie destylacyjnej (LP) (pracującej przy 1,2-1,3 bara abs.), gdy urządzenie ASU wytwarza czysty tlen. Aby zminimalizować koszty sprężania, skraplacz i kocioł kolumn HP/LP muszą pracować z różnicą temperatur tylko 1-2 K, wymagając płytowych lutowanych żebrowo aluminiowych wymienników ciepła. Typowa czystość tlenu wynosi od 97,5% do 99,5% i ma wpływ na maksymalny odzysk tlenu. Chłodzenie wymagane do wytwarzania produktów ciekłych jest uzyskiwane za pomocą efektu Joule-Thomsona w rozprężarce, która doprowadza sprężone powietrze bezpośrednio do kolumny niskiego ciśnienia. W związku z tym pewna część powietrza nie może być oddzielana i musi opuścić kolumnę niskociśnieniową jako strumień odpadów z jej górnej części.
Ponieważ temperatura wrzenia argonu (87,3 K w warunkach normalnych) leży pomiędzy temperaturą wrzenia tlenu (90,2 K) i azotu (77,4 K), argon gromadzi się w dolnej części kolumny niskociśnieniowej. Podczas produkcji argonu pobiera się opar z kolumny niskociśnieniowej, gdzie stężenie argonu jest najwyższe. Jest on przesyłany do innej kolumny korygującej argon do żądanej czystości, z której ciecz powraca do tego samego miejsca w kolumnie LP.