HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Der Luftzerlegungsturm ist ein wichtiges Gerät zur Trennung der Hauptgaskomponenten der Luft in Stickstoff, Sauerstoff und andere Edelgase. Der Prozessablauf umfasst hauptsächlich Schritte wie Luftkompression, Vorkühlung, Reinigung, Kühlung und Destillation. Die präzise Steuerung jedes einzelnen Schritts ist entscheidend für die Reinheit und Stabilität der fertigen Gasprodukte. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in den Prozessablauf des Luftzerlegungsturms.

1. Luftkompression und Vorkühlung

Der erste Schritt im Luftzerlegungsprozess ist die Verdichtung der atmosphärischen Luft. Durch mehrere Kompressorstufen wird die Luft auf einen Druck von 5–7 bar komprimiert. Während des Kompressionsprozesses steigt auch die Temperatur der Druckluft an, daher werden Zwischenkühler und Nachkühler eingesetzt, um die Temperatur der Luft zu senken. Um eine Beschädigung des Kompressors durch Verunreinigungen in der Luft zu verhindern, werden Partikel aus der Luft durch Filter entfernt. Die Druckluft wird anschließend zur weiteren Kühlung an das Vorkühlsystem weitergeleitet, in der Regel mit Kühlwasser oder Kältemitteln wie Freon, um die Luft auf ca. 5 °C abzukühlen.

2. Luftreinigung und Dehydration

Nach der Vorkühlung enthält die Luft geringe Mengen Feuchtigkeit und Kohlendioxid. Diese Verunreinigungen können bei niedrigen Temperaturen Eis bilden und Geräte verstopfen. Daher muss die Luft gereinigt und entwässert werden. Bei diesem Verfahren kommen typischerweise Molekularsieb-Adsorptionstürme zum Einsatz. Durch regelmäßige Adsorptions- und Regenerationsprozesse werden Wasserdampf, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffe usw. entfernt, um den reibungslosen Ablauf der nachfolgenden Niedertemperaturprozesse zu gewährleisten. Die gereinigte Luft ist sauber und trocken und eignet sich für nachfolgende Kühl- und Trennprozesse.

3. Hauptwärmetauscher kühlt die Luft

Die gereinigte Luft wird im Hauptwärmetauscher durch Tiefkühlung gekühlt. Der Hauptwärmetauscher ist eines der wichtigsten Geräte im Luftzerlegungsprozess. Die Luft im Hauptwärmetauscher durchläuft einen Wärmeaustausch mit dem abgetrennten kalten Stickstoff und Sauerstoff, wodurch ihre Temperatur bis nahe an die Verflüssigungstemperatur sinkt. Die Wärmeaustauscheffizienz während dieses Prozesses wirkt sich direkt auf den Energieverbrauch und die Reinheit des Endprodukts aus. Typischerweise werden effiziente Aluminium-Lamellenwärmetauscher zur Verbesserung der Wärmeaustauscheffizienz eingesetzt.

4. Trennprozess im Destillationsturm

Die abgekühlte Luft wird zur Trennung in den Destillationsturm geleitet, wobei die unterschiedlichen Siedepunkte der verschiedenen Luftkomponenten berücksichtigt werden. Bei niedrigen Temperaturen verflüssigt sich die Luft allmählich und bildet flüssige Luft. Diese flüssige Luft gelangt in den Destillationsturm, wo sie in der Gas- und Flüssigkeitsphase mehrfach miteinander interagiert. Im Destillationsturm werden Sauerstoff, Stickstoff und Edelgase wie Argon getrennt. Die Sauerstoffkonzentration steigt am Boden des Turms allmählich an, während Stickstoff oben abgetrennt wird. Durch Destillation können reiner Sauerstoff und Stickstoff mit höherer Reinheit gewonnen werden.

5. Extraktion von Sauerstoff- und Stickstoffprodukten

Die Extraktion von Sauerstoff und Stickstoff ist der letzte Schritt des Luftzerlegungsturms. Flüssiger Sauerstoff und Stickstoff werden im Destillationsturm getrennt und über Wärmetauscher wieder auf Raumtemperatur erhitzt, um den gewünschten gasförmigen Zustand zu erreichen. Diese Gasprodukte werden weiter in Lagertanks geleitet oder direkt an Verbraucher geliefert. Um die Prozesseffizienz und Produktreinheit zu verbessern, wird manchmal eine Doppelturmstruktur konzipiert, um Argon für die industrielle Nutzung zusätzlich von Sauerstoff und Stickstoff zu trennen.

6. Kontrolle und Optimierung

Der gesamte Prozess im Luftzerlegungsturm umfasst ein komplexes Steuerungssystem. Es erfordert eine Echtzeitüberwachung und -anpassung der Kompressions-, Kühl-, Wärmeaustausch- und Trennprozesse, um die Qualität der Endprodukte sicherzustellen. Moderne Luftzerlegungstürme sind in der Regel mit automatisierten Steuerungssystemen ausgestattet. Mithilfe von Sensoren und Steuerungssoftware können Parameter wie Temperatur, Druck und Durchfluss präzise reguliert werden, um den Energieverbrauch des Produktionsprozesses und die Reinheit des Gasprodukts zu optimieren.

Der Prozessablauf im Luftzerlegungsturm umfasst mehrere Schritte wie Luftkompression, Vorkühlung, Reinigung, Tiefkühlung und Destillation. Durch diese Prozesse können Sauerstoff, Stickstoff und Edelgase in der Luft effektiv getrennt werden. Die Entwicklung moderner Luftzerlegungsturmtechnologie hat den Trennprozess effizienter und energiesparender gemacht, was für die Anwendung von Industriegasen von großer Bedeutung ist.

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