I. Réamhrá don aonad scaradh aeir
Is gléas é an t-aonad deighilte aeir mar a thugtar air, i dtéarmaí simplí, a scarann na príomh-chomhpháirteanna gáis san aer. Fuaraíonn sé an t-aer go domhain go dtí staid leachtach agus úsáideann sé fiuchphointe éagsúla na gcomhpháirteanna aeir leachtach chun ocsaigin, nítrigin agus argón a scaradh de réir a chéile. Tá gáis neamhchoitianta san aer freisin mar héiliam, neon, argón, crioptón, xeanón, radón, chomh maith le neamhíonachtaí cosúil le taise, dé-ocsaíd charbóin, agus deannaigh, agus is gá iad go léir a scaradh agus a íonú. I gcás an chuid is mó de na monarchana, is é príomhthasc an aonaid scaradh aeir ná ocsaigin glan, nítrigin, argón, etc.
(I) Réamhrá an phrionsabail
Is iad príomhchodanna an aeir ná nítrigin, ocsaigin agus argón, agus mar sin is é príomhchuspóir an scaradh na trí gháis íon seo a fháil.
Is iad na príomh-eisíontais san aer taise, dé-ocsaíd charbóin agus hidreacarbóin.
Is é an scaradh aer ná neamhíonachtaí díobhálacha san aer a bhaint agus an gás measctha a scaradh i ngás "íon" mar nítrigin, ocsaigine agus argón.
Is é bunphrionsabal na scaradh aeir ná go bhfuil pointí mboilgeog éagsúla (pointí drúcht, fiuchphointe) ag nítrigin, ocsaigin agus argón san aer agus go bhfuil siad scartha le driogadh. Is iad na fiuchphointí atá acu ná: N₂: -195.8 céim; O₂: -183.0 céim; Ar: -185.7 céim .
Próiseas driogtha: Ar an pláta driogtha, tá an gaile sáithithe le teocht níos airde agus an leacht sáithithe le teocht níos ísle i dteagmháil iomlán. Scaoileann an gaile sáithithe teas chuig an leacht sáithithe agus comhdhlúthaíonn sé é féin go páirteach; súnn an leacht sáithithe teas agus ghalaíonn sé go páirteach. Is comhpháirt pointí ard-fiuchphointe-an ocsaigin agus comhdhlúthaíonn sé níos mó isteach sa phas leachta; is comhpháirt pointí fiuchphointe íseal é nítrigin agus galú níos mó isteach sa phas gáis.
II. Réamhrá ar shreabhadh an phróisis
Is é seo a leanas an sreabhadh próisis atá ann faoi láthair maidir le scaradh aeir: déantar an t-atmaisféar a chomhbhrú ar dtús ag an gcóras comhbhrú, ansin téann sé isteach sa chóras réamh-fuaraithe le haghaidh réamhfhuaraithe, ansin téann sé isteach sa chóras íonú chun roinnt neamhíonachtaí a bhaint mar taise agus dé-ocsaíd charbóin, agus ansin é a fhuarú tuilleadh ag an gcóras malartaithe teasa, agus ansin téann sé isteach sa chóras driogtha, na boscaí fuar, go príomha, na boscaí leathnaithe go príomha, fuaraitheoirí, etc. fuaraithe, caidéil leachtacha agus trealamh eile, agus críochnaítear an próiseas driogtha sa chóras seo), agus ar deireadh téann sé isteach sa chóras cúltaca ar nós gásúcháin táirge, comhbhrú agus stóráil.
III. Réamhrá don chóras aonaid (nó trealamh) deighilte aeir
(I) Córas comhbhrúite
Tá scagaire aer ag tús an chórais comhbhrúite aeir, a úsáidtear chun neamhíonachtaí meicniúla san aer a scagadh. Tá scagairí aeir féinghlanta go príomha; is é cuspóir an chomhbhrú an t-aer a réamh-chomhbhrú, agus cuimsíonn an trealamh go príomha tuirbíní gaile, comhbhrúiteoirí aeir, superchargers, etc.
Féin-scagaire glanta: Go ginearálta, de réir mar a mhéadaíonn an toirt gáis, méadaíonn líon na gcartán scagaire, agus tá líon na sraitheanna níos airde freisin. Ciseal dúbailte-do ghrád 25,000 agus os a chionn, agus trí-chiseal le haghaidh 60,000 grád agus níos airde; ní mór scagaire ar leith a bheith feistithe le comhbhrúiteoir amháin, agus socraítear é ag an ghaoth aníos.
Tuirbín gaile: Leathnaíonn an gaile ardbhrú chun obair a dhéanamh, ag tiomáint an impeller comhaiseach chun rothlú, agus mar sin baintear amach obair ar an sreabhán oibre. I measc na bhfoirmeacha coitianta tá comhdhlúthú iomlán, brú ar ais iomlán agus comhdhlúthú eastósctha, agus is é an comhdhlúthú eastóscadh an ceann is coitianta a úsáidtear.
Comhbhrúiteoir aeir: Úsáideann aonaid mhóra deighilte aeir den chuid is mó comhbhrúiteoirí lártheifeacha isiteirmeacha aon-seafta. Tá tomhaltas fuinnimh na n-allmhairithe thart ar 2% níos ísle ná na cinn intíre, agus tá an infheistíocht 80% níos airde; tá an t-asraon aeráilte, agus níl aon phíblíne tuairisceáin socraithe. Tá íosriachtanas in aghaidh borrtha sreafa trí shúchán ann, agus úsáidtear an eite treorach inlet le haghaidh rialú sreafa. Is éard atá sna haonaid iompórtáilte agus intíre go léir ceithre chéim chomhbhrú agus trí-fuarú céim (ní fhuaraítear an chéim dheireanach). Tá an príomh-chomhbhrúiteoir aeir feistithe le córas níocháin uisce chun na taiscí a nigh ar dhromchla an impeller agus volute ag gach leibhéal, atá ina sraith iomlán leis an bpríomh-inneall.
teanndáileog: Úsáideann aonaid mhóra deighilte aeir den chuid is mó comhbhrúiteoirí lártheifeacha isiteirmeacha aon-seafta agus comhbhrúiteoirí lártheifeacha giair. Ina measc, tá buntáiste níos mó ag an gcineál fearas i dtomhaltas fuinnimh, go háirithe faoi choinníollacha le brú réasúnta mór.
(II) Córas réamhfhuaraithe
Is é feidhm an chórais precooling ná an t-aer a fhuarú roimh ré ionas gur féidir an t-uisce, dé-ocsaíd charbóin, deannach agus neamhíonachtaí eile san aer comhbhrúite a íonú sa chéad chéim eile. Áirítear leis an bpríomhthrealamh túr fuaraithe aeir, túr fuaraithe uisce, uisce fuaraithe agus caidéil uisce fuaraithe, etc.
Túr fuaraithe aeir: Tá dhá fhoirm ann: scaipeadh dúnta (tá an túr fuaraithe aer roinnte ina dhá chuid, na hailt uachtaracha agus íochtaracha, agus scaipeann an t-uisce fuaraithe idir an chuid uachtarach den túr fuaraithe aeir agus an túr fuaraithe uisce) agus scaipeadh oscailte (isteach sa chóras uisce a scaiptear). Úsáidtear cúrsaíocht dúnta go príomha i ngléasraí ceimiceacha le droch-chaighdeán uisce, ar gá iad a fhorlíonadh le huisce úr agus le ceimiceáin; úsáidtear cúrsaíocht oscailte go forleathan, ach ní mór an córas uisce a scaiptear a fhorlíonadh go rialta le huisce úr, agus ní mór coinníollacha oibre an tsamhraidh a mheas. Is é a dhearadh go ginearálta 1 méadar φ76 fáinne liathróid cruach dhosmálta (friotaíocht teocht ard) ag bun, 3 méadar φ76 fáinne liathróid polapróipiléine athneartaithe (flux mór), agus 4 méadar φ50 fáinne liathróid polapróipiléine athneartaithe.
Túr fuarú uisce: Tá dhá chineál ann: cineál dhá chéim (nuair nach bhfuil aon fhoinse fuar seachtrach ann, déantar cumas fuar nítrigine salach tirim a aisghabháil go hiomlán chun an córas réamhfhuaraithe a chinntiú, ach tá an fhriotaíocht dhá uair chomh mór, 7 méadar + 7 méadar φ50 fáinne liathróid polapróipiléine) agus ceann amháin - céim de chineál polapróipiléine φ, nuair a bhíonn foinse fuar 5-5 méadar ann fáinne).
Daoine eile: Go ginearálta, ní mór scagairí a bheith feistithe le gach ionraon uisce sa réamhchóras fuaraithe (go ginearálta 6 aonad: 4 caidéal uisce, ionraon uisce chuig an túr fuaraithe uisce, agus ionraon uisce go dtí an taobh galú den chiller) chun neamhíonachtaí a chosc ó dhul isteach sa chóras. Is é an tástáil éifeacht: tá gás asraon an ailt pacála 4-méadar níos ísle 1 céim níos ísle ná an t-uisce inlet; tá an gás asraon den chuid uachtarach pacála 8 méadar 1 céim níos airde ná an t-uisce. Go ginearálta, socraítear teirmiméadar i lár an túr fuaraithe aer (ag leathnú isteach sa taobh istigh).
(III) Córas íonú
Is é feidhm an chórais íonúcháin ná neamhíonachtaí cosúil le taise, aonocsaíd charbóin, dé-ocsaíd charbóin, hidrigin agus hidreacarbóin san aer a bhaint chun íonacht nítrigine, ocsaigine agus argón sna táirgí aeir a chinntiú. Is iad na asaithe a úsáidtear ná sreabhadh aiseach ingearach, leaba ciseal dúbailte cothrománach agus sreabhadh gathach ingearach.
Sreabhadh aiseach ingearach: a úsáidtear go príomha le haghaidh trealamh deighilte aeir faoi bhun leibhéal 10,000 (trastomhas 4.6m bainte amach), tiús leaba 1550∽2300mm, is féidir ciseal dúbailte nó ciseal singil a shocrú, agus is é an dáileadh sruth aeir is fearr.
Leaba chothrománach dúbailte-ciseal: a úsáidtear go príomha le haghaidh trealamh deighilte aeir mór agus meánmhéide, tiús leaba 1150mm (criathar móilíneach) + 350mm (glóthach alúmanaim).
Sreabhadh gathacha ingearach: is féidir spás inmheánach an choimeádáin a úsáid go héifeachtach, ionas go leathnófar limistéar an chiseal asaithe leis an trastomhas céanna thart ar 1.5 uair, laghdaigh airde an túr go héifeachtach, agus go n-áitíonn an modh socrúcháin ingearach limistéar níos lú. Toisc go bhfuil an sruth aeir dáileadh go cothrom, murab ionann agus sreabhadh aer míchothrom an adsorber cothrománach, laghdaítear méid an criathar móilíneach 20%, agus sábhálann an tomhaltas fuinnimh athghiniúna 20% freisin. Mar sin féin, is é an míbhuntáiste go bhfuil an t-ionad sreabhadh aeir comhchruinnithe (limistéar cruth lucht leanúna), agus go bhfuil an t-am treá níos tapúla ná an cineál cothrománach (CO₂ ＜ 0.5ppm ag teastáil). Is é tiús an leaba ná 1000mm+200mm, ar féidir leis cumraíocht trealaimh scaradh aeir a chomhlíonadh os cionn 20,000 leibhéal.
Córas malartaithe IVHeat
Is é cuspóir an chórais malartaithe teasa an t-aer a fhuarú tuilleadh don chéad oibríocht driogtha eile. Is é foinse an fhuinnimh fuar ná galú cuid den aer tríd an leathaitheoir tuirbín. Is cineál pláta ilchiseal-a struchtúr. Déantar malartú teasa go maith ar na lóistíochta idir na bealaí cóngaracha trí na heití. Úsáidtear é chun an t-aer comhbhrúite atá asaithe ag rilleáin mhóilíneacha a fhuarú chun uisce agus CO₂ a bhaint. Téitear gach gás aife (leachtach) go teocht an tseomra anseo.
Go docht ag labhairt, is féidir le dearadh sruthanna iolracha de mheáin mheasctha sa malartóir teasa céanna aistriú teasa gach meán a chothromú go huathoibríoch agus tomhaltas fuinnimh a íoslaghdú. Mar sin féin, don phróiseas comhbhrú inmheánach, beidh gach malartóir teasa ina malartóir teasa ardbhrú, rud a mhéadóidh infheistíocht. Mar sin, tá sé níos eacnamaí brú ard agus brú íseal a scaradh le haghaidh malartóirí teasa comhbhrú inmheánaigh os cionn 20,000 leibhéal, agus tá gach malartóir teasa ardbhrú cumraithe faoi bhun 20,000 leibhéal.
V Córas codáin
Is é cuspóir an chórais codánúcháin ná an t-aer comhbhrúite íonaithe agus domhainfhuaraithe a chodánú go ocsaigin, nítrigin, argón, etc. céim ar chéim. Is é an príomh-threalamh an bosca fuar (lena n-áirítear an príomh-túr, an príomh-fhuaraithe, subcooler, túr argón créite, caidéal ocsaigine leachtach, caidéal leachtach, etc.).
Bosca fuar: Is struchtúr miotail cearnach nó bhabhta é, arb é an tsiombail is airde den cheardlann scaradh aeir. Tá sé líonta le gaineamh Pearl chun caillteanas fuar a laghdú. Tá an t-aer scartha sa bhosca fuar tríd an éifeacht driogtha ar an pláta túr agus ar an bpacáil.
Túr driogtha: Tá an comhlacht túr sorcóireach, le sraitheanna iomadúla de phlátaí criathar sa túr níos ísle, socraítear buicéad ró-sreabhadh ar an pláta criathar, sciath ró-sreabhadh, agus clúdaithe go dlúth le poill bheaga; tá an túr uachtarach feistithe le pacáil rialta agus dáileoir leachtach. Le linn an driogtha sa túr níos ísle, sreabhann an leacht trí gach pláta criathar ó bhun go barr ceann ar cheann. Mar gheall ar éifeacht na cora overflow, cruthaítear airde leibhéal leachtach áirithe ar an gcos. Nuair a théann an gás trí phoill bheaga an phláta criathar ó bhun go barr, téann sé i dteagmháil leis an leacht chun boilgeoga a tháirgeadh, ag méadú -achar teagmhála an leachta gáis, rud a fhágann go mbeidh an malartú teasa agus mais éifeachtach. Galú de réir a chéile na comhpháirteanna fiuchphointe íseal, agus leachtaíonn na comhpháirteanna fiuchphointe ard de réir a chéile. Ag barr an túir, faightear nítrigin íon le fiuchphointe íseal, agus faigheann bun an túir comhpháirteanna saibhir aeir leachtach ocsaigine le fiuchphointe ard. Le linn an driogtha sa túr uachtarach, téann an gás tríd an dáileoir agus ardaíonn sé ar feadh an pláta pacála. Déantar an leacht a dháileadh go cothrom ar an pláta pacála ó bhun go barr tríd an dáileoir uisce. Ar dhromchla an phacáil, tá an gás agus an leacht i dteagmháil go hiomlán le haghaidh malartú teasa agus mais éifeachtach. Leanann an cion ocsaigine fiuchphointe íseal sa ghás ardaithe ag méadú, agus déantar an ocsaigin chomhpháirt fiuchphointe ard a nite síos i gcainníochtaí móra chun leacht aife a fhoirmiú, agus ar deireadh íseal-fiuchphointe faightear nítrigin íon ag barr an túir, agus ard-fiuchphointe ocsaigine leachta ag bun an túir.
VI Córas cúltaca stórála agus galúcháin
Déan an ocsaigin leachtach codánach, an nítrigin leachtach agus an argón leachtach a stóráil, a ghalú agus a líonadh. Áirítear leis an bpríomhthrealamh umar stórála leachtach crióigineach, vaporizer, caidéal líonadh buidéal, ardán líonadh, etc.
Brú íseal-táirgí ocsaigine agus nítrigine: socraigh an táirge a rialaíonn an comhla agus an cosán sreafa scaoilte, vent isteach sa tostóir (is cruach carbóin iad páirteanna inmheánacha nítrigine, is cruach dhosmálta iad páirteanna inmheánacha ocsaigine).
Nítrigine salach: socraithe chun túr fuaraithe uisce a aeráil (chun nítrigin salach a aeráil, gás athghinte a leithdháileadh agus an brú túr uachtarach a choigeartú). Tá gá le trastomhas an túr fuaraithe uisce chun na ceanglais urscaoilte a chomhlíonadh. Go háirithe nuair a thugtar isteach nítrigine, ní féidir an brú túr uachtarach a ardú. Is é an friotaíocht túr fuaraithe uisce ná 6kPa (pacáil 8 méadar ar airde), is é 4kPa an píblíne agus an comhla, agus is é 2kPa an difríocht brú don atmaisféar, iomlán de 12kPa.
-táirgí ocsaigine ardbhrú: baintear úsáid as sníomh dhá chéim le haghaidh aerála. Gcéad dul síos, déantar an gás táirge ardbhrú a throttle go 10barG, téann sé trí laghdaitheoir eccentric, socraítear pláta laghdaithe torainn monel sa lár, agus ansin leathnaítear trastomhas an phíblíne trí laghdaitheoir eccentric. Déantar an ráta sreafa meán ocsaigine a rialú faoi bhun 10m/s, agus ansin é a throttled agus a aeráil isteach sa túr muffler. Is cruach dhosmálta é an eilimint muffler.
Táirgí nítrigine ardbhrú: Déantar táirgí nítrigine a throtáil go 10 mbarra ar dtús, pas a fháil trí phláta laghdaithe torainn cruach dhosmálta, agus ansin téann siad isteach sa túr muffler le haghaidh scata agus aerála. Is cruach carbóin é an eilimint muffler.
Comhla ocsaigine: Ceanglaítear gan é a oibriú de láimh (tá cosc ar roth láimhe a bheith ag an gcomhla rialaithe, agus cuirtear an chomhla láimhe laistigh den bhalla cruthúnas pléascadh).
