مراحل تولید گاز به روش کرایوژنیک
فرایندتولید گاز به روش تقطیر جزء به جزء شامل مراحل زیر است که در شکل نشان داده شده است:
- فشرده سازی هوا: در مرحله اول ابتدا هوای محیط برای زدودن گرد و غبار فیلتر شده و سپس وارد کمپرسور سیستم می شود تا به فشار تقریبی 6 بار برسد.
- تبرید و خالص سازی هوا: برای از بین برن ناخالصی ها تصفیه مقدماتی هوا پیش از تجزیه به اجزای سازنده اش صورت می گیرد. هوا توسط آب در یک خنک کننده خنک شده و ناخالصی های قابل انحلال در آب از آن جدا میشود. گازهای کربن دی اکسید، بخار آب و هیدروکربن ها توسط جاذب های مولکولارسیو جذب می شوند زیرا در غیر این صورت یخ زده و در تجهیزات رسوب می کنند.
- تبادل گرمایی: سرمایش بیشتر هوا در مبدل حرارتی با استفاده از تبادل حرارتی متقابل (countercurrent) با گاز نیتروژن اضافی حاصل از فرآیند تقطیر صورت می گیرد. در این مرحله هوا تا دمای نزدیک به مایع شدن سرد می شود.
- فشرده سازی و تبرید محصولات داخلی: فشرده کردن بیشتر جریان هوا توسط بوسترها انجام می شود. هوا در فشاری حدود 5 تا 10 بار مکش می شود. فشار های مختلف برای راندمان های متفاوت می باشد. سرمایش هوای خروجی از بوستر در یک مبدل گرمایی فشار بالا انجام می شود. سپس عملیات انبساط و خنک کردن جریان هوای خروجی از بوستر در توربینه ای انبساط انجام می شود. انبساط و میعان جریان هوای خروجی از بوستر در جدا کننده مایع انجام می شود.
- سرد کردن کرایوژنیک هوا: در این بخش خنک کاری ابتدایی هوا تا 175ºC- صورت می گیرد. هوا همانطور که در ستون مایع بالا می رود سردتر شده تا جایی که تبدیل به مایع شود.
- جداسازی: در ستون تقطیر، هوا در یک فرایند کاملا فیزیکی به اجزای سازنده اش تبدیل می شود. جداسازی اولیه هوای میعان یافته و سرد شده در ستون فشار صورت گرفته و جریان غنی از اکسیژن مایع در پایین ستون و جریان غنی از گاز نیتروژن در بالای ستون جمع می شود. ابتدا اکسیژن با دمای جوش بالاتر (183ºC-) متراکم می شود، پس از آن نیتروژن با دمای جوش پایین تر (196ºC-) میل به کندانس دارد. مایع کردن گاز نیتروژن خالص در کندانسور انجام می شود حال آن که گاز اکسیژن خالص در انتهای ستون فشار پایین و از ری بویلر جمع آوری می شود. جداسازی بیشتر در ستون فشار پایین انجام شده و اکسیژن خالص از پایین ستون و نیتروژن خالص از بالای ستون تقطیر خارج می شود.
- سرد کردن کرایوژنیک آرگون: گاز غنی از آرگون از ستون فشار پایین به ستون گاز آرگون خام منتقل شده و گاز آرگون خالص از طریق جدایش در ستون آرگون خام حاصل می شود. اکسیژن مایع موجود در ستون آرگون به ستون فشار پایین پمپ شده و زدودن نیتروژن مایع هم در ستون آرگون خالص انجام می گیرد.
- اکسیژن و نیتروژن تولید شده با فشار 40 بار وارد خطوط شبکه می شوند.
- اکسیژن و نیتروژن مایع و در داخل مخازن پر می شوند.