空氣分離設(shè)備工作原理

高機(jī)機(jī)械設(shè)備

空氣分離設(shè)備（簡稱空分設(shè)備）是一種通過物理方法將空氣分離為氧氣、氮?dú)?、氬氣等組分的工業(yè)裝置，其核心原理基于空氣中各組分沸點(diǎn)的差異。以下是其工作原理的詳細(xì)解析：

1. 空氣預(yù)處理
壓縮與凈化：空氣首先經(jīng)壓縮機(jī)加壓至0.5~1 MPa（中壓流程）或更高（高壓流程），隨后通過分子篩吸附器去除水分、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏入s質(zhì)，防止后續(xù)低溫環(huán)節(jié)堵塞或爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
熱交換冷卻：凈化后的空氣進(jìn)入主換熱器，與分離后的低溫產(chǎn)品氣體（如氮?dú)?、氧氣）進(jìn)行熱交換，逐步降溫至接近液化溫度（約-170°C）。

2. 低溫精餾分離
空氣分離的核心環(huán)節(jié)是通過精餾塔實(shí)現(xiàn)組分分離，主要依賴以下步驟：
液化與膨脹制冷：預(yù)冷后的空氣進(jìn)入膨脹機(jī)絕熱膨脹，進(jìn)一步降溫至臨界液化溫度（-196°C以下），部分空氣液化為液態(tài)空氣。
雙塔精餾：
   下塔（高壓塔）：液態(tài)空氣在下塔中初步分離，沸點(diǎn)較高的氧氣（-183°C）富集于塔底，沸點(diǎn)較低的氮?dú)猓?196°C）上升至塔頂。
   上塔（低壓塔）：下塔的富氧液空和富氮液空節(jié)流降壓后進(jìn)入上塔，通過多級(jí)塔板進(jìn)一步精餾，最終在塔頂獲得高純氮?dú)猓?9.999%），塔底獲得高純氧氣（99.6%以上）。
   氬提?。喝粜杼崛鍤猓ǚ悬c(diǎn)介于氧、氮之間），需增設(shè)氬塔進(jìn)行二次精餾。

3. 產(chǎn)品提取與儲(chǔ)存
氧氣與氮?dú)猓悍蛛x后的氣體經(jīng)主換熱器復(fù)溫至常溫，壓縮后儲(chǔ)存或直接輸送至用戶端。
液態(tài)產(chǎn)品：部分產(chǎn)品通過低溫泵液化儲(chǔ)存于杜瓦罐中（如液氧、液氮），用于**、航天等領(lǐng)域。

4. 關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備
膨脹機(jī)：提供制冷核心，降低系統(tǒng)溫度。
分子篩吸附器：保障空氣純度，避免低溫凍結(jié)。
精餾塔：多層塔板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)氣液兩相高效傳質(zhì)。

藍(lán)博州

我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這個(gè)并不容易，但值得嘗試。