Aliran Proses Unit Pengasingan Udara

Aliran proses unit pengasingan udara terutamanya terdiri daripada beberapa peringkat utama: pemampatan udara, penulenan udara, pertukaran haba dan pembetulan.

Peringkat pertama ialah pemampatan udara. Udara memasuki pemampat udara melalui penapis udara; bertindak seperti pam mekanikal yang berkuasa, pemampat meningkatkan tekanan udara dengan ketara. Ini penting kerana proses pengasingan seterusnya beroperasi dengan paling cekap di bawah keadaan tekanan tertentu. Tekanan udara termampat boleh mencapai tahap antara beberapa hingga berpuluh-puluh atmosfera.

Udara termampat membawa sejumlah besar haba, memerlukan kemasukannya ke peringkat pembersihan udara. Objektif utama penulenan udara adalah untuk membuang kekotoran-seperti lembapan, karbon dioksida dan habuk-daripada udara termampat. Jika kekotoran ini tidak dialihkan, ia boleh membekukan atau menyumbat saluran paip dalam peralatan hiliran, dengan itu mengganggu operasi biasa. Kaedah penulenan biasa termasuk penjerapan ayak molekul dan pengasingan penyejukan. Ayak molekul berfungsi seperti "span-penyerap super", menyerap kelembapan dan karbon dioksida dengan kukuh; sebaliknya, pengasingan penyejukan memanfaatkan titik pencairan yang berbeza bagi pelbagai gas pada suhu rendah, menyebabkan bendasing tertentu mencair dan mengasingkan terlebih dahulu.

Udara yang telah disucikan kemudiannya mengalir ke dalam penukar haba utama. Di sini, ia menjalani proses pertukaran haba dengan gas kriogenik keluar dari lajur pembetulan. Udara panas memindahkan tenaga habanya kepada gas sejuk, menyebabkan suhunya sendiri turun, manakala gas sejuk menyerap haba ini dan meningkat suhu. Proses ini boleh disamakan dengan dua pasangan berkongsi kemesraan, membantu antara satu sama lain mencapai suhu yang lebih sesuai. Berikutan pertukaran haba ini, suhu udara turun secara drastik, membawanya hampir kepada takat cairnya.

 

Seterusnya, udara yang disejukkan memasuki lajur pembetulan. Lajur pembetulan berfungsi sebagai komponen pemisahan teras bagi keseluruhan unit pemisahan udara. Ia berfungsi seperti menara ajaib, mampu mengasingkan juzuk seperti oksigen dan nitrogen daripada aliran udara yang masuk. Di dalam lajur, pemisahan dicapai dengan mengeksploitasi perbezaan takat didih antara oksigen dan nitrogen. Oleh kerana nitrogen mempunyai takat didih yang lebih rendah daripada oksigen, nitrogen naik dalam lajur manakala oksigen turun. Nitrogen yang meningkat mengalami pelbagai peringkat pembetulan dan pemeluwapan, secara beransur-ansur meningkat dalam ketulenan sehingga ia akhirnya menjadi nitrogen produk akhir; begitu juga, oksigen menurun menjalani proses selari untuk menjadi oksigen produk akhir. Pada masa yang sama, sejumlah argon dijana semasa proses pembetulan; ini dikeluarkan melalui port lukis sisi argon-yang berdedikasi dan seterusnya tertakluk kepada pengasingan dan penulenan selanjutnya untuk menghasilkan produk argon akhir.

Daripada gas kriogenik yang keluar dari lajur pembetulan, sebahagian mengalir ke penukar haba utama untuk memudahkan pertukaran haba, manakala bahagian lain berfungsi sebagai sumber kriogenik untuk menyejukkan peralatan lain-seperti intercooler pemampat udara-sebelum kembali ke lajur pembetulan untuk menyertai semula proses pengasingan, dengan itu melengkapkan kitaran berterusan.