ASU 공장은 다음 7단계에 따라 액체 가스를 생산합니다.

1. 압축하기 전에 공기에서 먼지가 사전 필터링됩니다.

2. 제품의 회수율과 유체 상태(가스 또는 액체)에 따라 최종 전달 압력이 결정되는 곳에서 공기가 압축됩니다.일반적인 압력 범위는 5~10bar 게이지입니다.공기 흐름은 ASU의 효율성을 향상시키기 위해 다양한 압력으로 압축될 수도 있습니다.압축 중에 물은 단계 간 냉각기에서 응축됩니다.

3. 공정 공기는 일반적으로 분자체 층을 통과하여 남아 있는 수증기와 이산화탄소를 제거하여 극저온 장비를 동결시키고 막습니다.분자체는 종종 공기에서 기체 탄화수소를 제거하도록 설계되는데, 이는 폭발로 이어질 수 있는 후속 공기 증류에서 문제가 될 수 있기 때문입니다.분자체 층은 재생되어야 합니다.이는 교대 모드로 작동하는 여러 장치를 설치하고 건조하고 함께 생성된 폐가스를 사용하여 물을 탈착함으로써 수행됩니다.

4. 공정 공기는 통합 열 교환기(일반적으로 플레이트 핀 열 교환기)를 통과하고 제품(및 폐기물) 극저온 흐름에 대해 냉각됩니다.공기의 일부는 액화되어 산소가 풍부한 액체를 형성합니다.나머지 가스는 질소가 더 풍부하며 고압(HP) 증류 컬럼에서 거의 순수한 질소(일반적으로 < 1ppm)로 증류됩니다.이 컬럼의 응축기는 밸브를 가로질러 또는 확장기(역방향 압축기)를 통해 더 많은 산소가 풍부한 흐름을 확장하여 얻은 냉각이 필요합니다.

5 또는 ASU가 순수한 산소를 생산할 때 저압(LP) 증류 컬럼(절대압력 1.21.3bar에서 작동)의 재보일러와 열을 교환하여 응축기를 냉각할 수도 있습니다.압축 비용을 최소화하려면 HP/LP 컬럼의 응축기/재가열기가 결합되어 1~2Kelvin의 온도 차이로 작동해야 하며, 플레이트 핀 브레이징 알루미늄 열 교환기가 필요합니다.일반적인 산소 순도 범위는 97.5% ~ 99.5%이며 산소의 최대 회수에 영향을 미칩니다. 액체 제품 생산에 필요한 냉각은 압축 공기를 저압 컬럼에 직접 공급하는 확장기의 JT 효과를 사용하여 얻습니다.따라서 공기의 특정 부분은 분리되지 않으며 상부 부분에서 폐기물 흐름으로 저압 컬럼을 떠나야 합니다.

6 아르곤의 끓는점(표준 조건에서 87.3K)은 산소(90.2K)와 질소(77.4K)의 끓는점 사이에 있기 때문에 아르곤은 저압 기둥의 하부 부분에 축적됩니다.아르곤이 생성될 때 증기 측면 흡인은 저압에서 가져옵니다.

아르곤 농도가 가장 높은 컬럼입니다.이는 액체가 LP 컬럼의 동일한 위치로 반환되는 원하는 순도로 아르곤을 정류하는 다른 컬럼으로 보내집니다.압력 강하가 매우 낮은 최신 구조의 패킹을 사용하면 아르곤 순도가 1ppm 미만이 됩니다.아르곤은 유입되는 물질의 1% 미만에 존재하지만 공기 아르곤 기둥은 아르곤 기둥에 필요한 높은 환류비(약 30)로 인해 상당한 양의 에너지를 필요로 합니다.아르곤 기둥의 냉각은 차갑고 팽창된 풍부한 액체나 액체 질소를 통해 공급될 수 있습니다.

7 마지막으로 가스 형태로 생산된 제품은 들어오는 공기에 대해 주변 온도로 따뜻해집니다.이를 위해서는 교란(분자체 베드의 전환으로 인해)에 대한 견고성을 허용해야 하는 신중하게 만들어진 열 통합이 필요합니다.또한 시동 중에 추가적인 외부 냉각이 필요할 수도 있습니다.