Ilmanerotustorni on tärkeä laite, jota käytetään ilman pääkomponenttien erottamiseen typeksi, hapeksi ja muiksi jalokaasuiksi. Sen prosessivirtaan kuuluu pääasiassa vaiheita, kuten ilman puristus, esijäähdytys, puhdistus, jäähdytys ja tislaus. Kunkin vaiheen tarkka ohjaus on ratkaisevan tärkeää lopullisten kaasutuotteiden puhtauden ja stabiilisuuden varmistamiseksi. Tässä artikkelissa esitetään yksityiskohtainen johdatus ilmanerotustornin prosessivirtaan.
1. Ilman puristus ja esijäähdytys
Ilmanerotustornin prosessin ensimmäinen vaihe on ilmakehän ilman puristaminen. Useiden ilmakompressorien avulla ilma puristetaan 5–7 baarin paineeseen. Puristusprosessin aikana myös paineilman lämpötila nousee, joten ilman lämpötilan alentamiseksi käytetään välijäähdyttimiä ja jälkijäähdyttimiä. Jotta kompressori ei vaurioituisi ilman epäpuhtauksien vuoksi, ilmassa olevat hiukkaset poistetaan suodattimien avulla. Paineilma johdetaan sitten esijäähdytysjärjestelmään lisäjäähdytystä varten, tyypillisesti jäähdytysvedellä tai kylmäaineilla, kuten freonilla, ilman jäähdyttämiseksi noin 5 °C:een.
2. Ilmanpuhdistus ja kuivaus
Esijäähdytyksen jälkeen ilma sisältää pienen määrän kosteutta ja hiilidioksidia. Nämä epäpuhtaudet voivat muodostaa jäätä matalissa lämpötiloissa ja tukkia laitteita. Siksi ilma on puhdistettava ja kuivattava. Tässä prosessissa käytetään tyypillisesti molekyyliseula-adsorptiotorneja, joissa poistetaan säännöllisesti vesihöyryä, hiilidioksidia ja hiilivetyjä, jotta voidaan varmistaa seuraavien matalan lämpötilan prosessien sujuva toiminta. Puhdistettu ilma on puhdasta ja kuivaa, joten se soveltuu seuraaviin jäähdytys- ja erotusprosesseihin.
3. Päälämmönvaihdin jäähdyttää ilmaa
Puhdistettu ilma jäähdytetään päälämmönvaihtimessa syväjäähdytyksen avulla. Päälämmönvaihdin on yksi kriittisimmistä laitteista ilmanerottelutornin prosessissa. Päälämmönvaihtimessa oleva ilma käy läpi lämmönvaihtoa erotetun kylmän typen ja hapen kanssa, jolloin sen lämpötila laskee lähelle nesteytyslämpötilaa. Lämmönvaihdon tehokkuus tämän prosessin aikana vaikuttaa suoraan energiankulutukseen ja ilmanerottelutornin lopputuotteen puhtauteen. Tyypillisesti käytetään tehokkaita alumiinilevylämmönvaihtimia lämmönvaihdon tehokkuuden parantamiseksi.
4. Erotusprosessi tislaustornissa
Jäähdytetty ilma johdetaan tislaustorniin erotusta varten käyttäen hyväksi ilman eri komponenttien kiehumispisteiden eroa. Ilma nesteytyy vähitellen matalissa lämpötiloissa muodostaen nestemäistä ilmaa. Tämä nestemäinen ilma tulee tislaustorniin, jossa kaasu- ja nestefaasit vuorovaikuttavat useilla tavoilla. Tislaustornissa erotetaan toisistaan happi, typpi ja jalokaasut, kuten argon. Happipitoisuus kasvaa vähitellen tornin pohjalla, kun taas typpi erotetaan yläosassa. Tislaamalla voidaan saada puhdasta happea ja typpeä korkeammalla puhtaudella.
5. Happi- ja typpituotteiden uuttaminen
Hapen ja typen erottaminen on ilmanerotustornin viimeinen vaihe. Nestemäinen happi ja typpi erotetaan tislaustornista ja lämmitetään takaisin huoneenlämpötilaan lämmönvaihtimien kautta halutun kaasumaisen tilan saavuttamiseksi. Nämä kaasutuotteet lähetetään edelleen varastosäiliöihin tai toimitetaan suoraan käyttäjille. Prosessin tehokkuuden ja tuotteen puhtauden parantamiseksi joskus suunnitellaan kaksoistornirakenne argonin erottamiseksi edelleen hapesta ja typestä teollista käyttöä varten.
6. Ohjaus ja optimointi
Koko ilmaerottelutornin prosessi sisältää monimutkaisen ohjausjärjestelmän, joka vaatii puristus-, jäähdytys-, lämmönvaihto- ja erotusprosessien reaaliaikaista valvontaa ja säätöä lopputuotteiden laadun varmistamiseksi. Nykyaikaiset ilmaerottelutornit on tyypillisesti varustettu automaattisilla ohjausjärjestelmillä, jotka käyttävät antureita ja ohjausohjelmistoja lämpötilan, paineen ja virtauksen kaltaisten parametrien tarkkaan säätämiseen tuotantoprosessin energiankulutuksen ja kaasutuotteen puhtauden optimoimiseksi.
Ilmanerotustornin prosessikulku sisältää useita vaiheita, kuten ilman puristuksen, esijäähdytyksen, puhdistuksen, syväjäähdytyksen ja tislauksen. Näiden prosessien avulla ilmassa oleva happi, typpi ja jalokaasut voidaan erottaa tehokkaasti. Nykyaikaisen ilmanerotustorniteknologian kehitys on tehnyt erotusprosessista tehokkaamman ja energiatehokkaamman, mikä on erittäin tärkeää teollisuuskaasujen käytössä.
Jos tarvitset happea/typpeä, ota meihin yhteyttä:
Anna Puh./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723
Email :anna.chou@hznuzhuo.com
Julkaisun aika: 07.07.2025