空分設(shè)備中的下塔和上塔是深冷法制氧空分設(shè)備精餾系統(tǒng)中的主要設(shè)備,二者協(xié)同工作,共同完成空氣的分離任務(wù)。
下塔的主要作用是對空氣進行初步分離。在精餾過程中,液體自上往下逐塊流過篩板,由于溢流堰的作用,塔板上會形成一定的液面高度。當(dāng)氣體由下而上穿過篩板小孔時,會與液體接觸并產(chǎn)生鼓泡,從而增加氣液接觸面積,使熱質(zhì)交換過程得以有效進行。低沸點組分(如氮氣)逐漸蒸發(fā)至氣相,高沸點組分(如氧氣)逐漸液化至液相。這樣,在下塔頂部就可以獲得低沸點的純氮,而在塔底則可以獲得高沸點的富氧液空組分。
上塔的主要作用是對下塔送來的富氧液空進行進一步的精餾分離。在上塔精餾過程中,氣體沿著填料塔板上升通道通過分配器,液體通過部水器從上到下均勻分布在填料盤上。填料表面上的氣體和液體完全接觸,以進行有效的熱量交換。上升氣體中的低沸點氧含量連續(xù)增加,高沸點組份氧被大量地洗滌下來形成回流液。最終在塔的頂部得到低沸點的純氮氣,在塔的底部得到高沸點的液氧。