Principio de Operación

El sistema de separación de aire opera extrayendo nitrógeno líquido del aire utilizando un método de ultra-congelación. Esto implica el enfriamiento del aire hasta el estado líquido, facilitado por una turbina de expansión de baja presión. El principio clave es aprovechar los diferentes puntos de ebullición del oxígeno y nitrógeno líquidos. De esta manera, el aire se separa en una columna de fraccionamiento, produciendo nitrógeno líquido con una pureza excepcional de más del 99,99%.

Descripción del Proceso

El proceso de separación de aire comienza con la entrada de aire a través de un filtro, seguido de la compresión en un compresor de aire hasta alcanzar una presión de 0,8 MPa. Después de la compresión, el aire se enfría y se envía a un purificador donde se eliminan impurezas como agua, dióxido de carbono y acetileno. El aire purificado pasa por un intercambiador de calor, donde intercambia calor con el oxígeno regresado.

A partir de este punto, parte del aire se dirige a una turbina expansora, donde su expansión genera el enfriamiento necesario para el sistema. El aire restante pasa por un segundo intercambiador de calor antes de entrar en la columna de rectificación. En esta columna, el aire se separa en sus componentes: oxígeno y nitrógeno. El oxígeno líquido de alta pureza se recolecta en la parte superior de la columna, mientras que el aire líquido en la parte inferior se descomprime a través de una válvula de estrangulación y pasa por un procesamiento adicional en un condensador evaporador. Este proceso garantiza que el aire se enfríe adecuadamente mientras pasa por varios intercambiadores de calor, actuando como un purificador regenerativo.

Ventajas del Equipamiento

• Estructura Integrada: El sistema está diseñado con una estructura directa montada en skid, utilizando mangueras de alta presión, eliminando la necesidad de tuberías y válvulas adicionales, reduciendo costos.
• Instalación Simplificada: El equipo requiere solo un espacio preparado con herramientas básicas de elevación. No se necesitan materiales o herramientas adicionales para la instalación.
• Diseño Compacto: El equipo es compacto, ocupa poco espacio y no requiere fundación, facilitando la operación y el mantenimiento.
• Eficiencia: El sistema incorpora tecnología avanzada para reducir el consumo de energía y minimizar los costos de electricidad. El proceso de compresión interna también reduce los costos de mantenimiento y mejora la eficiencia general.
• Sistema de Enfriamiento por Aire: El mecanismo de enfriamiento se realiza por aire, eliminando la necesidad de construir piscinas de enfriamiento, reduciendo aún más los costos de capital.

Instrucciones para Unidades de Apoyo

1. Compresor de Aire (1 unidad)

El compresor de aire tiene un mecanismo de tipo tornillo dentro de una estructura cerrada. Integra lubricación, electricidad, enfriamiento y control de instrumentos, formando un sistema totalmente automatizado y de bajo ruido. El controlador PLC inteligente con panel táctil permite ajustes de parámetros y monitoreo, con soporte para visualización en español e inglés. El sistema cuenta con protección automática, alarmas, control remoto y historial de seguimiento, permitiendo operación sin supervisión.

• Fabricante: AEUT-AP o equivalente
• Tipo: Tornillo con inyección de aceite (contenido de aceite ≤3ppm)
• Modelo: AED110A/10
• Flujo: 24,2 m³/min (1200 Nm³/h)
• Presión de entrada: 0,092 MPa
• Temperatura de entrada: 25°C
• Humedad relativa: 82%
• Presión de salida: 8 bar
• Temperatura de salida: 40°C
• Potencia del motor: 110 kW
• Método de enfriamiento: Enfriamiento por aire

2. Sistema de Pre-Enfriamiento (1 unidad)

Este sistema utiliza un compresor completamente cerrado para prevenir fugas de refrigerante, junto con un separador de vapor y drenaje automático para garantizar que el aire se mantenga seco. Con componentes de alta calidad importados, el sistema ofrece operación continua a largo plazo. Cuenta con interfaces de señal remota para temperaturas de entrada y salida de aire, así como controles de inicio/parada y señales de fallo.

• Modelo: SAYL-1200/10
• Capacidad de aire procesado: 1200 m³/h
• Presión de entrada: 1,0 MPa
• Temperatura de entrada: ≤45°C
• Temperatura de salida: 5-8°C
• Potencia: 20 kW
• Método de enfriamiento: Enfriamiento por aire

3. Sistema de Purificación con Tamiz Molecular (1 unidad)

Este sistema cuenta con una estructura de cilindro de adsorción doble, permitiendo que un cilindro opere mientras el otro se regenera, garantizando una pureza constante del aire en la columna y prolongando la operación del fraccionador. Posee control automático de temperatura para el proceso de regeneración.

• Modelo: HXK-1200/7.5
• Capacidad: 1200 Nm³/h
• Adsorbente: Tamices moleculares 13X
• Presión de diseño: 10 bar
• Temperatura de entrada: 8°C
• Temperatura de salida: 12°C
• Temperatura de regeneración: 180°C

4. Turbina de Expansión (1 unidad)

Desarrollada por el Instituto de Física y Química de la Academia China de Ciencias, esta turbina de expansión ofrece alta eficiencia, resistencia al vórtice y baja pérdida de frío.

• Unidad de Expansión con Presión de Impulso: Modelo TP810/0.7-0.04
• Capacidad: 810 Nm³/h
• Temperatura de entrada: 140 K