下部塔からの液体空気と液体酸素は、上部塔の蒸留の原料として機能します。したがって、下部塔蒸留は上部塔蒸留の基礎を形成します。液体空気と液体酸素の純度を適切に制御する目的は、酸素と窒素の生成物の純度と収率を確保することです。
液体の空気純度が高いと酸素純度を向上させることができます。液体酸素の純度が高く、生産量が多い場合、窒素純度は理想的なレベルに達することがあります。ただし、液体空気と液体酸素の純度は相互に制約されます-一方が増加すると、他方は必然的に減少します。さらに、それぞれの純度と出力流量も相互依存しています。純度を向上させると必然的に流量が減少します。
これらのさまざまな制約を考慮すると、液体空気と液体酸素の純度および回収率には最適なバランス点が存在します。これは、着実かつ慎重かつ細心の調整を通じて探求する必要があります。
下部カラムの主要な動作点
下部カラムの重要な動作点は次のとおりです。液体酸素スロットルバルブの開度を制御する。具体的には、液体酸素の純度が上部塔の蒸留要件を満たしていることを確認しながら、取り出し速度を可能な限り最大化する必要があります。これにより、より多くの還流液が上部塔の精留セクションに供給されます。還流比の増加により窒素純度が確保されます。一方、下部塔の還流比は結果的に減少し、液体空気純度が向上し、それによって酸素純度が向上します。
適切なバルブ開度の決め方
液体酸素スロットルバルブの適切な開度は次のように決定できます。液体酸素の純度と気体窒素の純度の違い。通常の条件下では、噴霧された液体酸素の純度は、上部塔から出るガス状窒素の純度に等しいか、それよりわずかに低いはずです。液体酸素の純度は、気体窒素の純度よりも 0.51% ～ 2% 低いことが許容されます。純度が低いほど、この差は大きくなります。純度が高くなるほど、その差は小さくなります。気体窒素の純度が 99.9% を超える場合、液体酸素の純度は気体窒素の純度と一致する必要があります。
異常な状態: 液体酸素の純度は高いが、気体窒素の純度は低い
液体酸素の純度が非常に高いのに、気体窒素の純度がさらに低いという異常な状況が発生した場合、これは、上部カラムへの液体酸素の流入が不十分である。これにより、上部塔の上部トレイで液体が不十分になり、精留セクションでの還流比が不十分になり、窒素純度を向上させることができなくなります。同時に、液体酸素スロットルバルブの開度が小さいために下部塔の還流比が増加し、液体空気純度が低下し、その結果酸素純度も低下します。この場合、液体酸素のスロットルバルブ開度を大きくする必要がある。液体酸素の純度は多少低下しますが、ガス状窒素の純度は実際に向上します。
汚染された液体酸素と純粋な液体酸素の両方のスロットルバルブを備えたシステム
汚染された液体酸素と純粋な液体酸素の両方のスロットル バルブを備えたプロセスでは、通常、次の操作が行われます。
を使用して、汚染された液体酸素スロットルバルブ液体空気の純度を制御する
を使用して、純粋な液体酸素スロットルバルブ液体酸素の純度を制御する
