Composició del sistema principal dels equips de separació de gasos

L'equip de separació de gasos a baixa pressió es compon de quatre sistemes principals: sistema de compressió d'aire, sistema de purificació d'impureses i sistema d'intercanvi de calor, sistema de refrigeració i sistema de rectificació de liqüefacció. L'equip mecànic corresponent inclou compressor de turbina d'aire, torre de refrigeració d'aire, expansor de turbina i torre de fraccionament. El principi de funcionament de l'equip de separació de gasos a baixa pressió es basa en el cicle de liqüefacció i la teoria de la rectificació. L'aire d'entrada es comprimeix i es refreda primer per la torre de refrigeració d'aire del compressor de la turbina a una pressió de 0,5 MPa i una temperatura d'uns 303k, i després entra a l'intercanviador de calor de commutació ( E1 i E2). Els dos intercanviadors de calor poden eliminar l'aigua i el diòxid de carboni de l'aire i realitzar l'intercanvi de calor. L'aire es refreda a una temperatura propera a la temperatura de liqüefacció (101K) i després s'envia a la torre inferior, part de l'aire s'extreu de la torre inferior i s'envia a l'intercanviador de calor (E2) per escalfar-lo. L'aire escalfat s'uneix amb una petita quantitat d'aire fred de la torre inferior i entra a l'expansor de la turbina per a l'expansió adiabàtica per generar la capacitat de refrigeració necessària, que després s'envia a la torre superior per a la seva rectificació. L'aire restant es rectifica preliminarment a la columna inferior. A la part inferior s'obté aire liquat que conté un 38 per cent d'oxigen, a la part superior de la torre inferior s'obté nitrogen líquid pur que conté un 99,99 per cent de nitrogen i al centre s'obté nitrogen líquid brut que conté un 95 per cent de nitrogen. L'aire liquat, el nitrogen líquid pur i el nitrogen líquid brut s'extreuen respectivament de la columna inferior i es despresuritzen a uns 0,05 MPa a través de la vàlvula d'acceleració, i després s'envien a la columna superior com a líquid de reflux. Aquí, la segona rectificació profunda a baixa temperatura es porta a terme per obtenir oxigen d'alta puresa que conté un 99,6-99,8 per cent d'oxigen a la part inferior de la columna superior. Flueix a través de l'intercanviador de calor (E4, E2, E1) per intercanviar calor amb l'aire, i es descarrega fora de la columna després d'escalfar-se a la temperatura atmosfèrica. El nitrogen d'alta puresa amb un 99,999 per cent de nitrogen s'obté a la part superior de la columna superior i el nitrogen d'aigües residuals amb un 96 per cent de nitrogen s'obté a la meitat de la columna superior. Tots ells es tornen a escalfar a temperatura atmosfèrica mitjançant intercanviadors de calor (E3, E4, E2, E1) i després es descarreguen a la unitat.