في وحدة فصل الهواء التقليدية، يتم سحب منتجات الأكسجين والنيتروجين كغازات ذات ضغط منخفض-من العمود العلوي. وبعد إعادة التدفئة في المبادلات الحرارية، فإنها تخرج من الصندوق البارد عند ضغط مطلق يبلغ حوالي 0.12 ميجا باسكال. يقوم ضاغط الأكسجين بعد ذلك بضغط الغاز إلى الضغط المطلوب (3.1 ميجاباسكال) قبل تسليمه إلى المستخدم.
فيعملية الضغط الداخلي للأكسجين السائل، يتم سحب منتج الأكسجين السائل من المبخر -المكثف (المكثف الرئيسي)، ويتم ضغطه إلى الضغط المطلوب (~3.1 ميجا باسكال) بواسطة مضخة الأكسجين السائل، ثم يتم إعادة تسخينه وتبخيره في مبادلات حرارية قبل توفيره للمستخدم. بمعنى آخر، يتم الضغط إلى الضغط المطلوب داخل الصندوق البارد.
بالمقارنة مع العملية التقليدية، توفر عملية الضغط الداخلي الخصائص التالية:
لا حاجة لضاغط الأكسجين.إن ضغط السائل بنفس الضغط يستهلك طاقة أقل بكثير من ضغط كمية مكافئة من الغاز. علاوة على ذلك، فإن مضخة الأكسجين السائل مدمجة وبسيطة في البناء وأقل تكلفة بكثير من ضاغط الأكسجين.
أكثر أمانًا من ضغط الأكسجين الغازي.يعد ضغط الأكسجين السائل أكثر أمانًا بطبيعته من ضغط الأكسجين الغازي.
تعزيز السلامة ضد تراكم الهيدروكربونات.نظرًا لأنه يتم سحب كمية كبيرة من الأكسجين السائل بشكل مستمر من المكثف الرئيسي، فمن غير المرجح أن تتركز الهيدروكربونات هناك، مما يساهم في التشغيل الأكثر أمانًا للمعدات.
ارتفاع تكلفة المبادل الحراري.وبما أن تيار الأكسجين يكون عند ضغط مرتفع أثناء إعادة التدفئة والتبخير، فإن ممرات الأكسجين في المبادلات الحرارية يجب أن تتحمل الضغط العالي. وهذا يزيد من تكاليف المبادل الحراري مقارنة بالعملية التقليدية، ويجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار القوة الميكانيكية والسلامة بشكل كامل.
زيادة استهلاك الطاقة لضاغط الهواء.يوفر تبخر الأكسجين السائل عالي الضغط-تبريدًا كافيًا، مما يؤدي إلى اختلاف أكبر في درجة الحرارة عند الطرف الدافئ للمبادلات الحرارية-أي فقدان أعلى نسبيًا للبرودة. للحفاظ على التوازن البارد، يجب توفير هواء التغذية بضغط أعلى، مما يزيد من استهلاك الطاقة لضاغط الهواء.
بشكل عام، يتم تعويض زيادة استهلاك الطاقة لضاغط الهواء تقريبًا من خلال انخفاض استهلاك الطاقة لمضخة الأكسجين السائل، أو قد يؤدي إلى زيادة صافية طفيفة. كما أن تكاليف المعدات قابلة للمقارنة على نطاق واسع أو أقل قليلاً. ومع ذلك، من منظور السلامة والموثوقية، توفر عملية الضغط الداخلي مزايا واضحة. من خلال تطبيق مضخات السائل ذات التردد المتغير-، يمكن تعديل معدلات تدفق الأكسجين والنيتروجين للمنتج بمرونة كبيرة، ويكون استقرار نقاء المنتج ممتازًا. ونتيجة لذلك، يتم اعتماد هذه العملية على نطاق واسع دوليا في الوقت الحاضر.
