تجهیزات جداسازی هوا در دمای پایین معمولاً از چهار بخش اصلی تشکیل شده است: تبرید فشرده سازی هوا و انبساط. حذف رطوبت و ناخالصی ها از هوا؛ تبادل حرارت، خنک سازی و مایع شدن هوا؛ تصحیح و جداسازی هوا؛ و بازیابی و فشرده سازی محصولات با دمای پایین-. ترکیب های مختلف روش ها و تجهیزات در هر بخش منجر به فرآیندهای متفاوتی می شود.
(1) طبقه بندی بر اساس روش تبرید
با فشار کاری:فرآیندهای-فشار بالا، متوسط-فشار، و فشار کم-.
فرآیند{0}فشار بالا:فشار عملیاتی به 10.0-20.0 مگاپاسکال می رسد. ظرفیت تبرید به طور کامل بر اثر گاز بدون نیاز به دستگاه انبساط متکی است. عملکرد ساده ای دارد و فقط برای ژنراتورهای کوچک اکسیژن یا ژنراتورهای نیتروژن مایع مناسب است.
فرآیند فشار متوسط-:فشار کاری بین 1.0 تا 5.0 مگاپاسکال است. برای واحدهای جداسازی هوای کوچک، به دلیل تلفات سرمای ویژه بالا، ظرفیت تبرید ویژه بیشتری برای متعادل کردن آن مورد نیاز است، بنابراین نیاز به فشار کاری بالاتری دارد. ظرفیت تبرید عمدتاً به دستگاه انبساط بستگی دارد، اگرچه اثر دریچه گاز نیز به میزان قابل توجهی کمک می کند.
فرآیند فشار کم-:فشار کاری نزدیک به فشار ستون پایین است. در حال حاضر پرکاربردترین فرآیندی است که مصرف انرژی ویژه کمی دارد.
بر اساس نوع ماشین انبساط:نوع پیستون، نوع توربو و نوع{0}}تقویت کننده کمکی توربو.
دستگاه انبساط پیستون:حجم انبساط کوچک و راندمان پایین، فقط در برخی از واحدهای قدیمی مقیاس کوچک-استفاده میشود.
ماشین انبساط توربو:راندمان بالا و پرکاربردترین برای واحدهای جداسازی هوا با فشار کم، از آنجایی که هوای منبسط شده برای یکسوسازی وارد ستون بالایی میشود، مطلوب است که حجم انبساط را به حداقل برسانیم و در عین حال شرایط تبرید را برآورده کنیم تا کارایی جداسازی یکسوسازی بهبود یابد.
دستگاه انبساط توربو به کمک بوستر-:از کار خروجی دستگاه انبساط برای به حرکت درآوردن یک کمپرسور تقویت کننده استفاده می کند که هوای انبساط را از کمپرسور هوا قبل از تامین آن به دستگاه انبساط به فشار بالاتر فشرده می کند و در نتیجه ظرفیت تبرید واحد را افزایش می دهد و حجم انبساط را کاهش می دهد. این به طور فزاینده ای در فرآیندهای جدید جداسازی هوای کم فشار-به طور گسترده اعمال می شود.
توسط گاز انبساط:فرآیند انبساط هوا و فرآیند انبساط نیتروژن.
هوای منبسط شده وارد شده به ستون بالایی بر یکسوسازی تأثیر می گذارد.
انبساط نیتروژن باعث کاهش تراکم نیتروژن در کندانسور اصلی می شود، به عنوان مثال، مایع رفلکس ورودی به ستون بالایی را کاهش می دهد و همچنین بر یکسوسازی ستون بالایی تأثیر می گذارد.
هر دو مزایا و معایب مربوط به خود را دارند.
(2) طبقه بندی با روش خالص سازی
روش انجماد برای از بین بردن رطوبت و CO2:در طول خنک شدن هوا، رطوبت و CO2 در داخل کانال های مبدل حرارتی رسوب کرده و منجمد می شوند. پس از مدت معینی، کانال ها تعویض می شوند و ناخالصی های یخ زده توسط گاز نیتروژن پسماند برگشتی حذف می شوند. بسته به نوع مبدل حرارتی، این بیشتر به احیاگرها و مبدلهای حرارتی قابل تعویض صفحه-تقسیم میشود. این روش شامل عملیات سوئیچینگ مکرر، رویههای راهاندازی پیچیده، الزامات فنی بالا و یک چرخه عملیاتی تقریباً یک ساله است.
فرآیند تصفیه جذب غربال مولکولی:قبل از ورود به مبدل حرارتی اصلی، هوا از قبل توسط جاذب ها تصفیه می شود. چرخه طولانی سوئیچینگ جاذب ها عملکرد را بسیار ساده می کند. حجم محصول نیتروژن خالص دیگر با نیاز جریان گاز برگشتی محدود نمی شود. چرخه عملیاتی می تواند به دو سال یا بیشتر برسد و در حال حاضر کاربرد گسترده ای دارد.
(3) طبقه بندی با روش جداسازی
جداسازی هوا در دمای پایین{0}}به فرآیند یکسوسازی در ستون یکسوسازی بستگی دارد.
بر اساس نوع محصول:فرآیندهای تولید تک محصولی با خلوص بالا، محصولات با خلوص دوگانه-، استخراج همزمان محصولات آرگون، یا استخراج کامل گازهای کمیاب و غیره.
توسط تجهیزات اصلاح:ستون های سینی الک و ستون های بسته بندی ساختار یافته و غیره
(4) طبقه بندی بر اساس روش فشرده سازی محصول
این را می توان به فشرده سازی خارجی و فشرده سازی داخلی واحد جداسازی تقسیم کرد.
فشرده سازی خارجی:یک کمپرسور گاز محصول جداگانه تعبیه شده است که تاثیر مستقیمی بر عملکرد واحد ندارد.
فشرده سازی داخلی:محصولات مایع توسط پمپ ها فشرده می شوند، سپس دوباره گرم می شوند، تبخیر می شوند و به خارج از واحد تحویل می شوند. به طور نسبی، فشرده سازی داخلی ایمن تر است. با این حال، عملکرد صحیح پمپ مایع مستقیماً بر عملکرد واحد تأثیر می گذارد.
