目前,我國空分設備行業(yè)主要有大型空分設備與中小型空分設備兩大類,兩類設備在技術、產(chǎn)出氣體能力及應用上均有較大差異:大型空分設備主要采用深冷法分離技術,其產(chǎn)能一般超過一萬立方米/小時(多者可達十萬立方米/小時),大型空分設備占地面積大,投資巨大,通常為煤礦、大型化工項目所采用;而中小型空分設備主要采用膜分離和變壓吸附(PSA)技術,中小型空分設備產(chǎn)出氣體量靈活(幾十到數(shù)百立方米/每小時),并且具有投資小、技術成熟、能耗低等優(yōu)點,通常為醫(yī)療、航空、電子、食品、中小型化工項目等所采用。
空分設備是一個大型的復雜系統(tǒng),主要由以下子系統(tǒng)組成:動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。
1、動力系統(tǒng):主要是指原料空氣壓縮機。空氣分離所需要的總能耗中絕大部分是原料空氣壓縮機的能耗。
2、凈化系統(tǒng):凈化系統(tǒng)由空冷系統(tǒng)和分子篩純化系統(tǒng)組成。經(jīng)壓縮后的原料空氣溫度較高,空氣預冷系統(tǒng)通過接觸式換熱降低空氣的溫度,同時可以洗滌其中的酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)則進一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亞氮等對空分設備運行有害的物質(zhì)。
3、制冷系統(tǒng):空分設備是通過膨脹制冷的,通常提到的空分制冷設備,主要是指膨脹機。
4、熱交換系統(tǒng):空分設備的熱平衡是通過制冷系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)來完成的。
5、空氣精餾系統(tǒng):該系統(tǒng)是空分設備的核心,實現(xiàn)低溫分離的重要設備。通常采取高、低壓兩級精餾方式。只要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發(fā)器組成。
6、產(chǎn)品輸送系統(tǒng):主要由各種不同規(guī)格的氧氣壓縮機和氮氣壓縮機組成。
7、液體貯存系統(tǒng):空分設備能生產(chǎn)一定的液氧和液氮等產(chǎn)品,進入液體貯存系統(tǒng),以備需要時使用。只要是由各種不同規(guī)格的貯槽、低溫液體泵和汽化器組成。
8、儀表控制系統(tǒng):大型空分設備都采用計算機集散控制系統(tǒng),可以實現(xiàn)自動控制。
空分設備作為重大基礎裝備在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著日益重要的作用。無論是冶金、化工、化肥等傳統(tǒng)行業(yè)的技術升級、工藝改進,還是新型煤化工、煉化一體化等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,空分設備都是不可或缺的重要一環(huán)。隨著國家經(jīng)濟轉向高質(zhì)量發(fā)展階段,航空航天、電子、醫(yī)療、新能源、新材料等高科技和新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展將使得氣體的應用市場得到進一步拓展。