No campo da engenharia química do carvão, a principal tarefa da unidade de separação de ar é fornecer o oxigênio de alta pureza necessário ao gaseificador. Com o desenvolvimento da indústria química do carvão, é necessária uma grande quantidade de oxigênio e a demanda do mercado por oxigênio líquido, a unidade de separação de ar também foi rapidamente desenvolvida. O design razoável de materiais criogênicos para dutos é a garantia de segurança da unidade de separação de ar. A caixa fria da unidade de separação de ar é geralmente projetada e fornecida pelo empreiteiro do processo. A NEWTEK apresenta o projeto de materiais de tubulação criogênicos fora da caixa fria para um produto químico de carvão que suporta projeto de unidade de separação de ar de 80,{2}} m3/h. O fluxo do processo é brevemente descrito. A unidade de separação de ar adota um plano de fluxo de processo de adsorção total de peneira molecular de baixa pressão para purificar o ar, refrigeração do mecanismo de expansão do impulsionador da turbina de ar, compressão interna de oxigênio e nitrogênio do produto e circulação de reforço de ar. O fluxo do processo é dividido em sistema de compressão de ar, sistema de pré-resfriamento de ar, sistema de purificação de peneira molecular, sistema expansor, sistema de destilação, sistema de espera de armazenamento de líquido e sistema público.
O ar bruto é filtrado por um filtro autolimpante para remover impurezas mecânicas, como poeira. O ar filtrado entra no compressor centrífugo e depois na torre de resfriamento de ar. O ar após a torre de resfriamento de ar entra no purificador de peneira molecular. O ar purificado é dividido em três fluxos, um como ar de instrumento da unidade de separação de ar, um entra no trocador de calor de placas de baixa pressão e entra na torre inferior após o resfriamento, e o outro vai para o compressor de ar auxiliar.
Este ar é dividido em três partes:
① Depois que o ar é pressurizado pelo impulsor de primeiro estágio do compressor de ar auxiliar, ele é extraído como ar de instrumento e ar de fábrica.
② O ar no último estágio do booster entra no ventilador booster do expansor para pressurização e, em seguida, entra no trocador de calor de placas de alta pressão para troca de calor com oxigênio líquido após ser resfriado à temperatura ambiente pelo resfriador. O ar de alta pressão entra na torre inferior após passar pelo expansor de líquido e estrangulamento.
③ O ar extraído do booster entra no trocador de calor de placas de alta pressão e o ar extraído do trocador de calor de placas de alta pressão entra no expansor. O ar expandido é enviado para a torre inferior.
Após o ar ser inicialmente destilado na torre inferior, são obtidos ar líquido, nitrogênio líquido e nitrogênio líquido sujo, que são super-resfriados no resfriador e estrangulados para entrar na torre superior. Após destilação adicional na torre superior, o oxigênio líquido é obtido na parte inferior da torre superior, que é comprimido pela bomba de oxigênio líquido e entra no trocador de calor de placas de alta pressão. Após o reaquecimento, ele é descarregado da caixa fria e entra na rede de tubulação de oxigênio. O nitrogênio sob pressão normal é extraído do topo da torre superior, reaquecido pelo trocador de calor principal de baixa pressão e enviado para a rede de dutos do usuário. Parte do oxigênio líquido é extraído no resfriador e super-resfriado para entrar no tanque de armazenamento como produto. Uma certa quantidade de fração de argônio é extraída do meio da torre superior e enviada para a torre de eficiência de argônio. A fração de argônio é destilada na torre de eficiência de argônio para obter argônio bruto. O argônio bruto é reaquecido no trocador de calor de placas, sai da caixa fria e entra na tubulação de nitrogênio sujo. O nitrogênio líquido é extraído do topo da torre inferior e enviado para o tanque de armazenamento e, em seguida, extraído do tanque de armazenamento e pressurizado por nitrogênio líquido e entra no trocador de calor de placas de alta pressão. Após o reaquecimento, sai da caixa fria. Parte do nitrogênio líquido é extraído e super-resfriado no resfriador e entra no tanque de armazenamento como produto. Parte do líquido nos tanques de armazenamento de oxigênio líquido e nitrogênio líquido do sistema de backup é carregada em caminhões para transporte e parte entra na rede de dutos por meio de oxigênio líquido, bombas de nitrogênio líquido e vaporizadores de banho-maria.
