Separação de ar criogênico pequeno

Pequenos sistemas de separação de ar criogênico são amplamente utilizados em operações de médio a grande porte e usam tecnologia de separação de ar criogênico para produzir nitrogênio, oxigênio e argônio como saídas de gás ou líquido. Para a produção de oxigênio e nitrogênio ultrapuros, métodos de separação de ar criogênico pequenos são recomendados. Esta tecnologia é a opção mais econômica para instalações de alta produção e é usada em todas as operações que produzem commodities de gás industrial liquefeito. A vazão necessária de gás e líquido, a pureza do produto e a pressão de entrega influenciam a complexidade do processo de separação de ar criogênico, bem como o tamanho físico do equipamento e a energia necessária para operá-lo.

Etapas detalhadas do processo de separação criogênica do ar

1. Compressão de ar: O ar ambiente é comprimido usando um turbocompressor multiestágio com intercooler e as partículas de poeira são removidas com filtros mecânicos.
2. Resfriamento e purificação de ar: Use água de resfriamento para resfriar o ar e remover partículas solúveis. A água de resfriamento é resfriada por meio de um resfriador evaporativo e adsorventes são usados ​​para remover dióxido de carbono, vapor de água e hidrocarbonetos.
3. Troca de calor de baixa temperatura: o trocador de calor de contrafluxo resfria o ar até uma temperatura próxima à de liquefação e usa gás de exaustão de nitrogênio para pré-resfriar.
4. Produção a frio e compressão interna do produto: O fluxo lateral de ar é comprimido usando um compressor de reforço de ar, a produção a frio e a expansão são obtidas por meio de uma turbina de expansão, e o fluxo lateral é posteriormente liquefeito em um separador de líquidos. O trocador de calor de alta pressão vaporiza os produtos de oxigênio e nitrogênio e os aquece até a temperatura ambiente.
5. Destilação criogênica de ar: O ar liquefeito resfriado é separado em líquido rico em oxigênio e nitrogênio puro na coluna de pressão. O condensador superior liquefaz o nitrogênio e o refervedor inferior melhora a pureza do oxigênio.
6. Retificação criogênica de argônio: Uma coluna adicional separa o argônio, a corrente lateral é separada do oxigênio na coluna de argônio bruto, o oxigênio líquido é refluído para a coluna de baixa pressão e o nitrogênio é removido na coluna de argônio puro.