Hlavní systémové složení zařízení na separaci plynů

Nízkotlaké zařízení na separaci plynů se skládá ze čtyř hlavních systémů: systém komprese vzduchu, systém čištění nečistot a výměny tepla, chladicí systém a systém usměrňování zkapalňování. Odpovídající mechanické vybavení zahrnuje kompresor vzduchové turbíny, chladicí věž vzduchu, expandér turbíny a frakcionační věž. Princip činnosti nízkotlakého separačního zařízení plynů je založen na zkapalňovacím cyklu a rektifikační teorii. Přiváděný vzduch je nejprve stlačen a ochlazen vzduchovou chladicí věží turbínového kompresoru na tlak 0,5 MPa a teplotu asi 30}3k a poté vstupuje do spínacího výměníku tepla ( E1 a E2). Dva výměníky tepla mohou odstraňovat vodu a oxid uhličitý ve vzduchu a provádět výměnu tepla. Vzduch je ochlazen na teplotu blízkou teplotě zkapalňování (101 K) a poté odeslán do spodní věže. Část vzduchu je extrahována ze spodní věže a odeslána do tepelného výměníku (E2) k ohřevu. Ohřátý vzduch se spojuje s malým množstvím studeného vzduchu ze spodní věže a vstupuje do expandéru turbíny pro adiabatickou expanzi, aby se vytvořila požadovaná chladicí kapacita, která je pak odeslána do horní věže k usměrnění. Zbývající vzduch je předběžně rektifikován ve spodní koloně. Zkapalněný vzduch obsahující 38 procent kyslíku se získává ve spodní části, čistý kapalný dusík obsahující 99,99 procent dusíku se získává v horní části spodní věže a špinavý kapalný dusík obsahující asi 95 procent dusíku se získává uprostřed. Zkapalněný vzduch, čistý kapalný dusík a špinavý kapalný dusík jsou příslušně extrahovány ze spodní kolony a odtlakovány na asi 0,05 MPa přes škrticí ventil a poté odeslány do horní kolony jako refluxní kapalina. Zde se provádí druhá hluboká nízkoteplotní rektifikace za účelem získání vysoce čistého kyslíku obsahujícího 996-99,8 procent kyslíku na dně horní kolony. Protéká výměníkem tepla (E4, E2, E1) k výměně tepla se vzduchem a po zahřátí na atmosférickou teplotu je vypouštěn z kolony. Dusík vysoké čistoty s 99,999 procenty dusíku se získává v horní části horní kolony a odpadní dusík s asi 96 procenty dusíku se získává uprostřed horní kolony. Všechny jsou dohřívány na atmosférickou teplotu pomocí výměníků tepla (E3, E4, E2, E1) a následně vypouštěny do jednotky.