Принцип работы воздухоразделительных установок (ВРУ) на промышленных и складских объектах

Каков принцип работы воздухоразделительных установок? Для чего они используются на складах? Как происходит разделение воздуха? На эти и другие вопросы дадим ответы далее в статье.

Ключевые особенности

Воздухоразделительные установки – это агрегаты для разделения воздуха на составляющие, то есть компоненты:

• азот;
• неон;
• кислород;
• криптон;
• аргон;
• ксенон.

Новая высокотехнологичная и современная воздухоразделительная установка даёт прекрасную возможность существенно снизить затраты на производство кислорода и азота, которые применяются в больших объёмах в некоторых технологических процессах на многих предприятиях. Также машины помогают сократить образование некоторых отходов производства, которые относятся к пятому классу опасности, например, шлаковата и селикоголя. Поэтому принцип работы воздухоразделительных установок (ВРУ) используется в самых разных областях — от медицины до производства.

Для чего нужны воздухоразделительные установки

Воздухоразделительные установки (ВРУ) — это криогенные установки, разделяющие атмосферный воздух на азот, кислород и аргон. Это необходимо для многих отраслей, требующих чистых газов, поскольку атмосферный воздух представляет собой смесь. ВРУ обеспечивают эффективное разделение, удаляя примеси и обеспечивая высокую чистоту получаемых компонентов.

Промышленное применение продуктов разделения воздуха крайне широко. Кислород незаменим в металлургии для повышения эффективности плавки, а азот создает защитную среду при обработке металлов. В химической промышленности они необходимы для производства аммиака, удобрений и многих других веществ. Нефтегазовая отрасль использует азот для поддержания давления в скважинах и очистки оборудования. Пищевая промышленность применяет азот для увеличения срока хранения продуктов, а медицина — кислород для лечения дыхательной недостаточности и аргон для некоторых процедур.

Производство газов с помощью ВРУ часто экономически выгоднее, чем добыча из других источников, а использование атмосферного воздуха делает этот метод экологически более чистым, чем добыча ограниченных природных ресурсов. В итоге, воздухоразделительные установки играют ключевую роль в современной промышленности, обеспечивая необходимые чистые газы для различных технологических процессов и повышая качество жизни.

• Промышленность — в металлургии, для производства стали и обработки металлов.
• Химическая отрасль — используются для реакций, требующих кислорода и азота.
• Медицинские учреждения — для обеспечения кислородом пациентов и медицинских процедур.
• Энергетика — в разделении и очищении газов для энергетических процессов.
• Пищевая отрасль — для упаковки продуктов с контролем атмосферы.
• Научные исследования — в лабораторных условиях для экспериментов и анализов.
• Авиация — для контроля состава воздуха в кабинах самолётов.

Устройство и принцип работы воздухоразделительной установки

Принцип функционирования воздухоразделительных установок основан на двух этапах, каждый из которых проходит в отдельной секции. Современные установки состоят из двух ключевых секций:

• Ожижительная секция предназначена для получения жидкой фазы, известной как флегма, в которой концентрация кислорода превышает его массовую долю в атмосфере. Из-за низкой температуры кипения во время испарения над флегмой образуются пары, содержащие большое количество компонентов с низкой температурой кипения, таких как азот. Ожижительная часть включает несколько теплообменников, блок комплексной осушки и очистки, расширительные устройства: детандер и дроссель, а также специальный резервуар.
• Разделительная составляющая представляет собой систему конденсатора-испарителя, различных теплообменников и ректификационных колонн. Эти вертикальные сосуды могут иметь переменное или постоянное сечение и оснащены внутренними устройствами для массообмена и теплообмена.

Принцип работы воздухоразделительной установки основан на методе разделения. Он в свою очередь основан на том, что каждый компонент воздуха в сжиженном состоянии имеет свою температуру кипения. В первой секции ВРУ воздух сжижается, а во второй разделяется на фракции.

Кислородная установка и её виды по принципу работы

Промышленные организации и ряд других технологических предприятий в своём производстве используют специальные устройства для получения кислорода — принцип работы воздухоразделительных установок позволяет получить отдельные компоненты кислорода с различной степенью очистки. При получении необходимого продукта его насыщенность в газовой среде может составлять 95,5%. Кислородная установка способна производить из сжатого воздуха необходимый кислород. Устройства можно классифицировать:

• Наиболее востребованными являются адсорбционные агрегаты, отличающиеся высокой степенью надёжности и простотой при эксплуатации.
• Мембранные установки не нуждаются в больших затратах.
• Криогенные установки.

Благодаря кислородным установкам есть возможность производить большие объёмы кислорода без лишних усилий. Высокотехнологические системы обеспечивают максимально эффективную работу машин, и отсутствует необходимость постоянного контроля над процессом работы воздухоразделительной установки.

Азотные воздухоразделительные установки

Азотные воздухоразделительные установки (АЗУ) предназначены для выделения азота из атмосферного воздуха. Основной принцип их работы основан на методах охлаждения и последующего разделения компонентов воздуха.

Процесс получения азота:

1. Охлаждение воздуха: Атмосферный воздух сжимается и охлаждается, что приводит к его конденсации. Этот этап обычно осуществляется с помощью теплообменников.
2. Ожижение: Конденсированный воздух проходит через специальные теплообменники, где происходит его переход в жидкую фазу. В результате образуется флегма, богатая азотом.
3. Разделение: Жидкая флегма поступает в ректификационные колонны, где происходит раздельное испарение компонентов. Азот, имея низкую температуру кипения, выделяется в результате этой процедуры, а более тяжелые газы, как кислород, остаются.

АЗУ широко используются в промышленности, включая производство удобрений, металлообработку, медицину и многое другое. Они позволяют эффективно получать высококачественный азот с различными требованиями к чистоте.