Hlavné systémové zloženie zariadenia na separáciu plynov

Nízkotlakové zariadenie na separáciu plynov sa skladá zo štyroch hlavných systémov: systém kompresie vzduchu, systém čistenia nečistôt a výmeny tepla, chladiaci systém a systém na korekciu skvapalňovania. Zodpovedajúce mechanické vybavenie zahŕňa kompresor vzduchovej turbíny, vežu na chladenie vzduchu, expandér turbíny a frakcionačnú vežu. Pracovný princíp nízkotlakového zariadenia na separáciu plynu je založený na skvapalňovacom cykle a teórii korekcie. Privádzaný vzduch sa najprv stlačí a ochladí vzduchovou chladiacou vežou turbínového kompresora na tlak 0,5 MPa a teplotu asi 303 k a potom vstúpi do spínacieho výmenníka tepla (E1 a E2). Dva výmenníky tepla môžu odstraňovať vodu a oxid uhličitý vo vzduchu a vykonávať výmenu tepla. Vzduch sa ochladí na teplotu blízku teplote skvapalnenia (101 K) a potom sa privedie do dolnej veže, časť vzduchu sa nasáva zo spodnej veže a posiela sa do výmenníka tepla (E2) na vykurovanie. Ohriaty vzduch sa spája s malým množstvom studeného vzduchu zo spodnej veže a vstupuje do expandéra turbíny na adiabatické rozšírenie, aby sa vytvorila požadovaná chladiaca kapacita, ktorá je potom odoslaná do hornej veže na korekciu. Zvyšný vzduch sa predbežne rektifikuje v dolnom stĺpci. Na dne sa získa skvapalnený vzduch obsahujúci 38% kyslíka, v hornej časti spodnej veže sa získa čistý kvapalný dusík obsahujúci 99,99% dusíka a v strede sa získa znečistený kvapalný dusík obsahujúci asi 95% dusíka. Skvapalnený vzduch, čistý kvapalný dusík a znečistený kvapalný dusík sa extrahujú zo spodnej kolóny a odtlakujú sa na približne 0,05 MPa cez škrtiacu klapku a potom sa odosielajú do hornej kolóny ako spätný tok kvapaliny. Tu sa vykonáva druhá hlboká nízkoteplotná korekcia na získanie vysoko čistého kyslíka obsahujúceho 99,6-99,8% kyslíka na dne horného stĺpca. Preteká výmenníkom tepla (E4, E2, E1) na výmenu tepla so vzduchom a po zahriatí na atmosférickú teplotu sa odvádza z kolóny. Dusík s vysokou čistotou s 99,999% dusíka sa získa v hornej časti hornej kolóny a v strede hornej kolóny sa získa splaškový dusík s približne 96% dusíka. Všetky sa zohrejú na atmosférickú teplotu výmenníkmi tepla (E3, E4, E2, E1) a potom sa vybijú do jednotky.