4. Агрегат розділення повітря.
На рис. 9 показана спрощена технологічна схема установки АКт-15, продуктивність якої 15 тис. м3/год азоту концентрацією 99,998%, використовуваного для промивання конвертованого газу, і 7,84 тис. м3/год, кисню концентрацією 95%. На установку поступає 43000 м3/год повітря, зжатого турбокомпресорами до 0,62 МПа (вказані об'єми газів приведені до стандартних умов, тобто до 20 °С і 760 мм рт. ст.). Стисле повітря поступає на охолоджування в два паралельно працюючих регенератора 1 і 2.
Рис. 9. Схема установки АКт-15: 1, 2 – регенератори; 3 – виморожувач; 4, 6 – підігрівач азоту та кисню; 5- силікагельовий адсорбер; 7 – нижня колона; 8 – конденсатор випарник; 9 – верхня колона; 10 - переохолоджувач рідкого азоту; 11 – теплообмінник; 12 – турбодетандер.
Всього в установці чотири регенератори, по двох проходит повітря на розділення, по останніх двом йдуть відповідно холодні азот і кисень. Через кожних 9—12 хв. регенератори перемикаються і тоді повітря проходить через ці два регенератора, які перед цим охолоджувалися холодними потоками азоту і кисню, а на охолоджування перших двох регенераторів роздільними потоками йдуть холодний азот і кисень. На насадці регенераторів стисле повітря охолоджується до —172 °С, при цьому виморожуються волога і діоксид вуглецю, а насадка регенераторів трохи нагрівається. Потік кисню переключается через 6 хв. після перемикання потоку азоту, тобто у момент перемикання регенераторів зберігається подача газу.
Для надійного очищення повітря від СО2 необхідно, аби різниця температур на холодному кінці регенератора при прямому і зворотному потоках не перевищувала 6—8 °С. Аби досягти цього, 10-12% повітря проходить лише половину насадки регенератора, а потім виводиться з нього і додатково охолоджується в міжтрубному просторі одного з двох виморожувачів. Потім обидва потоки холодного повітря об'єднуються і поступають в шар рідини куба нижньої колони 7. Після того, як охолоджене стисле повітря пройде нижні три тарілки колони 7, на яких він очищається від залишків діоксиду вуглецю і від ацетилену, частина його (приблизно 11 тис. м3/год) виводиться з колони.
Приблизно 40% цього потоку повітря нагрівається в трубному просторі одного з виморожувачів до (-105) — (-110)°C. Останні 60% повітря проходять мимо виморожувача, далі обидва потоки об'єднуються і при температурі -148 °С проходять фільтр для очищення від механічних, а потім розширюються в одному з двох турбодетандерів 12 до тиску 0,14 МПа, охолоджуючись при цьому до -182 °С, і подаються на 14-у тарілку верхньої колони 9.
Кубова рідина нижньої колони 7 очищається від твердих часток ацетилену і двооксиду вуглецю в одному з двох силікагелєвих адсорберів 5, додатково охолоджується до —183 °C у теплообміннику, дроселює і подається на 17-у тарілку верхньої колони 9 для подальшого збагачення. З середини нижньої колони відбирається частина флегми — «брудний» рідкий азот, який після дроселювання подається на 30-у тарілку верхньої колони. З цієї ж тарілки частина пари «брудного» азоту відводиться в апарат 11 і підігрівач азоту 4, а потім в азотний регенератор 1 для використання його холоду.
Проходячи по насадці регенератора, «брудний» азот видаляє з його поверхні СО2 та Н2О і при 25—30 °С викидається в атмосферу. Відведення частини пари з верхньої колони у вигляді «брудного» азоту дозволяє отримати з останньої частини пари у верхній частині цієї колони дуже чистий азот (99,998%). Пари азоту з верхньої частини колони 7 поступають в два паралельно працюючі конденсатори випарники 8 і виносний конденсатор. Азот, що сконденсувався в цих апаратах, при -177 °С повертається як флегма на зрошування тарілок нижньої колони, а також після додаткового охолоджування в переохолоджувачі рідкого азоту 10 і дроселювання на зрошування тарілок верхньої колони, що працює при тиску близькому до атмосферного. З верху колони 9 виводиться чистий технологічний азот, який в переохолоджувачі 10 нагрівається до -175 °С, а потім поступає в змійовики всіх регенераторів, віддаючи свій холод, і при 25—30 °С вирушає з повітрєрозділювачів установки як готовий продукт.
З куба верхньої колони рідкий кисень поступає в трубний простір конденсаторів-випарників 8, де випарюється. При цьому пари азоту, які проходять по міжтрубному простору, конденсуються. Кисень, що випарувався, входить в кубову частину верхньої колони для відділення бризок, проходить підігрівач кисню 6, де нагрівається до -175 °С, а потім поступає в один з двох кисневих регенераторів і, нагріваючись, видаляє з його насадки Н2О і СО2. Потім він при 25—30 °С транспортується в споживаючих кисень цехи.
У підігрівачі «брудного» азоту 4 і кисню 6 теплоносієм є повітря, відібране від основного його потоку до вступу в нижню колону 7.