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1、制氧装置工艺流程简介,编写：贺智林,制取氧气的方法,1、吸附法,原理：利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点；,2、深冷法（精馏）,原理：利用氧氮物质的沸点不同，多次进行混合蒸汽的部分冷凝和混合液体部分蒸发的过程，以达到氧氮分离的目的；,例如：5A、13X分子筛对氮分子具有较强吸附性； 碳分子筛对氧分子具有较强吸附性；,这是目前应用最为广泛的空气分离的方法；,深冷法制氧流程的类型,2、装置内压缩流程（按产品的压缩方式分类）,特点：用液体泵压缩液态产品，再经复热、汽化后送到装置外；,3、装置外压缩流程（按产品的压缩方式分类）,特点：单独设置产品气体压缩机，对装置的工况没有直接影响；,1、按工
2、作压力分类可分为：,高压流程,中压流程,低压流程,我公司5套机组采用的是：外压缩低压流程；,全低压制氧装置特点,1、单位能耗低；,2、适合大型化生产；,3、单位冷损较小；,4、透平膨胀机随装置容量增大，效率提高；,5、膨胀空气参与上塔精馏，氧提取率提高；,全低压制氧装置的组成,产品压 缩系统,空压机 系统,预冷 系统,净化 系统,主换热 器系统,膨胀机 系统,主塔精 馏系统,氩塔精 馏系统,供应 系统,储存 系统,辅助 系统,供电系统,仪控系统,循环水冷却系统,空气压缩系统,1、空压机在制氧流程中的作用：,A：提供制氧所需的原料空气；,B：提供空气分离过程中所必须具备的能量；,2、压缩机按工作
3、原理分类：,A：容积式,靠工作容积周期性改变而工作，气体压力的提高是由于气体在压缩机所占据的容积逐渐缩小而获得；,例如：活塞式压缩机,B：透平式,依靠工作部件的高速旋转而工作的，气体在高速部件的旋转作用下，得到巨大的速度能动能，随后又由动能转换成压力能；,结构 分类,径流式,轴流式,4、空压机流程和控制系统介绍：,5、空压机组的构成：,提供动力,电系统,仪控系统,测量 显示 控制 安全连锁保护,油路系统,润滑 冷却,油箱 油泵 油过滤器 油冷却器 油加热器 油雾风机 油压油温调节装置,动力电源 控制电源 电器设备 控制保护装置,水路系统,冷却,机械系统,压缩机部件 轴封装置,压缩,气路系统,管
4、道阀门 过滤和冷却装置,输送,空气预冷系统,1、预冷系统在制氧流程中的作用：,A：冷却空气温度,使之符合下一工序的要求；,B：洗涤空气中的灰尘；,2、预冷系统的组成：,空气 冷却塔,氮水 冷却器,2台常温水泵 2台低温水泵,仪控 系统,混合式 换热器,3、说明：,空气冷却塔 氮水冷却器,空冷塔 水冷却空气 逆向直接接触,水冷塔 氮气冷却水 逆向直接接触,影响冷却塔 温降的因素,水气比 因素,布水器喷头堵 塞布水不均匀,预冷系统流程 和仪控介绍,3、预冷系统操作注意事项：,防止出空冷 塔空气带水,控制出空冷 塔空气温度,保持水泵 正常出力,冰冻天气 备用水泵要 做好防冻,停车阶段监控水位,善于判
5、断DCS参数是否正常,分子筛净化系统,1、净化系统在制氧流程中的作用：,A：空气含有少量的水分、CO2、灰尘、乙炔、其它碳氢化合物，如不清除，将堵塞主换热器，乙炔积聚在液氧中有爆炸的危险，所以必须清除；,2、净化系统组成：,2个 吸附器,2个电 加热器,氧化铝 13X分 子筛,3、净化系统说明：,A：吸附器有立式和卧式，单层筛床和双层筛床；,B：吸附器一个工作，一个再生；,C：再生步骤：降压 加热 冷却 均压 同步,程序控 制单元,D：概念,什么是 再生,再生是吸附 的逆过程,再生的 方法,高温再生,降压再生,利用高温下吸附剂能力下降的特性,通过降低压力使被吸组分分压下降,冷却的 作用,吸附剂
6、冷却到常温（30度下），才能恢复吸附能力,冷却还可对吸附器底部吸附剂进一步再生,双层 筛床 优势,氧化铝吸附水分能力强， 解吸水分易，吸附热少 空气温升小，机械强度 大不易粉化，抗酸性,提高吸附器使用时间； 增强吸附器使用寿命； 空气温度提高，加热 温度下降，降低能耗；,影响 吸附 剂寿 命因素,破碎 （阻力高）,强度；气流冲击；装填不实； 进水；再生温度过高；,中毒 永久吸附,分子筛被油、烃类饱和后， 丧失吸附能力；,操作阀门要缓； 防止进水； 控制再生温度； 装填后要检查；,空压机吸人口要远 离油烟排放处；,影响 吸附 容量 因素,吸附容量随温度升高而下降；,吸附器筒内无短路现象；,气体流
7、速上升，吸附效率下降；,再生效果好，吸附容量上升；,吸附剂装填厚度和均匀度；,4、分子筛流程和控制系统介绍：,5、净化系统操作注意事项：,1、作用：,膨胀机和主换热器系统,A：膨胀机是制取冷量的装置；(保证空气液化、补偿冷损）,B：主换热器是回收冷量的装置；,2、概念：,膨胀机 分类,冲动式,活塞式,透平式 ET组成,透平式,反动式,能量转换全在导流器喷嘴中,旋转式制冷机械，由“蜗壳、导流器、工作轮 扩压器、油系统、密封系统、仪控系统组成；,能量转换先后在导流器和工作轮叶道中,透平式 ET工作 原理,压力气体进入ET蜗壳后，被均匀分配到导流器中，导流器上 装有喷嘴叶片，气体在喷嘴中将内能转换成
8、动能，气体的压 力和焓降低，高速气流冲到叶轮叶片上，推动叶轮旋转并对 外做功，将气体的动能转化为机械能。通过转轴带动增压机 对外输出功；-做功后，气体损失的能量就是制冷量；,空分装 置冷量 来源,节流效应 制冷量,返流气体复热到进装置空气温度时,它带出的能 量大于进装置空气能量的差值;,膨胀机 制冷量,气体通过膨胀机时,1、对外做功输出的一部分能量； 2、由于压力降低产生的一部分节流效应制冷量；,等焓节流,等熵膨胀,焓,熵,节流温降的大小 与哪些因素有关,温度越低温降大,节流前后压差大温降大,ET制冷量 的大小与哪 些因素有关,进出P一定，机前温度越高，单位制冷量越大；,机前T和机后P一定，机
9、前压力低，ET内压降小， 单位制冷量减少；,ET机后压力低，ET内压降大，单位制冷量越大；,主换热器,防止 偏流,3、膨胀机和主换热器流程图和控制系统介绍,4、膨胀机和主换热器操作注意事项：,从操作的层 面分析影响 换热器换热 有哪些因素,间壁式_特点是冷热两种流体被传热壁面隔开,在传 热过程中,互不接触;-管壁式和板壁式、板翅式;,防止 带液,防止 冰堵,因冰堵造成的偏流；,因操作阀门不当造成偏流；,返流气体流量控制不当；,主冷液面过高；,ET气流量大；,进换热器空气含Co2高；,ET气 流量,防止 飞车,防止机 前带液,精馏系统,1、作用：,A：确保氧、氮、氩最终实现分离的重要设备,2、概
10、念：,沸点,气液 平衡,压力、温度、 浓度之间的关系,易挥 发物,精馏,回流 比,最小 回流比,回流 作用,空气中各种组分 的浓度和沸点,精馏 段,提馏 段,富氩 区域,3、精馏系统流程及操作控制系统介绍；：,4、操作注意事项,存储系统,1、作用：,A：调峰的作用；,B：降低放散率；,C：外销；,2、我公司存储系统的组成：,A：气体存储罐；,B：液体储罐；,6个3.0Mpa 氧气球罐,1个1.0Mpa 中压氮罐,1个3.0Mpa 高压氮罐,1个3.0Mpa 高压氩罐,1000m3/400m3常压LO罐 2个15m3LO罐,7个LAr罐,1000m3常压LN罐 21m3LN罐,C：液体泵；,3台
11、中压LO泵,2台中压LN泵,8台LAr泵,D：液化装置；,液化装置流程和控制系统介绍；,外供管网系统,1、外供管网流程和控制介绍：,2、湘钢用氧需求介绍：,2钢3座90吨转炉,35分钟一炉钢,吹氧23分钟或28分钟,吨钢耗氧约58m3,一天总耗氧=90*58*6*24*0.857=644189m3/24h=26841m3,二钢一天总产钢=644189m3/58m3=11106吨钢,新钢2座150吨转炉,40分钟一炉钢,吹氧25分钟,吨钢耗氧约68m3,一天总耗氧=150*68*4*24*0.75=734400m3/24h=30600m3,新钢一天总产钢=734400m3/68m3=10800吨钢,3、4、5高炉每小时用富氧约25000m3*24h=600000m3/天,我公司产氧能力=5500+14500+12500+16500+39500=88500m3/h*24=2124000m3/天,我公司中压氧能力=5500+14000+10000+14000+25000=68500m3/h,我公司富氧能力=10000+15000=25000m3/h,湘钢每小时共耗氧 26841+30600+25000 =82441m3/h,我公司供氧能力=25000m3+68500m3=93500m3,我公司产氧能力=88500m3/h,谢谢,
