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1、主题：内压缩流程探讨 组长：杨瑞银 成员：陈廷岸、杨昌勇、陈林,空 分 系 统 的 原 理,气体种类 体积比 (%) 沸点 (oC) 氮气 78.084 - 195.65 氩气 0.934 185.73 氧气 20.946 - 182.81 水份子 - 0 二氧化碳 -78.5,2:空气中各组分的体积比.沸点,根据空气中各个组分的沸点不同，经过滤、压缩、预冷、纯化并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进行精馏，从而获得所需的氧、氮、氩产品。,1:空分系统的原理,,Company Logo,目录,空 分 系 统 内 压 缩 流 程 探 讨,外 压 缩 流 程 工 艺 介 绍,原料空气由外界
2、空气吸入，经自洁式过滤器去除灰尘和机械杂质，经离心式压缩机达到高温高压的空气，压缩空气经空气冷却 塔洗涤冷却降温。然后通入自动切换的分子筛吸附器，用以除掉 空气中的H2O、CO2和C2H2，两台吸附器交替使用，一台吸附，另一台再生。出分子筛的空气分为三路，一路经主换热器与返流的气体换热进入精馏塔下塔;另一路则进入透平膨胀机增压端加压并经冷却器冷却后进入主换热器和返流气体换热，然后从主换热器中部和冷端引出两股空气并混合送入膨胀端绝热膨胀，产生空分装置所需的大部分冷量，膨胀空气进入上塔中部精馏。精馏塔的精馏，合格的氧气、氮气分别从上塔下部和顶部取出，经主换热器和正流空气复热后进入氧、氮压缩机压缩送
3、往用户;第三路少量空气去仪表空气系统。作为仪表气使用！,外 压 缩 流 程 工 艺 图,A,H,G,F,E,D,C,B,A:空气过滤器；B:空气压缩机C:空气冷却器 D:纯化器E:膨胀机F:精馏塔G:制氩塔,F,,Company Logo,介绍,空 分 系 统 外 压 缩 流 程 介 绍,油箱,0.23MPa,0.25MPa,0.28MPa,0.31MPa,0.35MPa,0.40MPa,0.46MPa,0.51MPa,0.54MPa,0.58MPa,0.61MPa,30,38,45,51,59,64,70,78,84,93,103,型式：离心式压缩机 工作原理:利用电机通过旋转的叶轮对气体做
4、功，将能量传递给气体，最终使其压力得到提高， 目的：得到工艺要求的压力 流程:如左图,空压机,过滤器,增速器,消音器,水换热器,电机,空气,水温：23,水温：45,空 压 机 系 统 流 程 图,0.097MPa,空 压 机 结 构 简 图,空气冷却塔,10m3/h,18m3/h,25m3/h,31m3/h,1.3m3/h,2.1m3/h,3.4m3/h,4.3m3/h,水冷却塔,水泵,冷水机组,34,23,18,11,6.4,预冷系统流程图,主要设备:空气冷却塔、水冷却塔、常温水泵、低温水泵、冷冻机组。 型式:空气冷却塔和水冷却塔均为填料塔；常温水泵和低温水泵均为多级离心式；冷水机组为螺杆式
5、。 填料：散堆共轭环 目的:经过常温水和冷冻水的直接换热使高压高温的空气降温且温度越低较好。 流程:如左图,预冷系统设备结构简图,纯化系统流程简图,主要设备:分子筛吸附器、电加热器、消声器和自动切换阀门 功用：两台分子筛吸附器，一台吸附同时另一台在再生。 填料：人工合成的晶体铝硅酸盐，俗称泡沸石 目的:净除空气中的H2O、CO2和C2H2 等分子。以CO2的含量为纯化器的净除能力。 流程:如左图,纯化器吸附再生图,分子筛填料,-124,-134,-145,-154,-56,-72,-83,-92,-110,进口温度,出口温度,增压端,膨胀端,膨胀机系统流程简图,主要设备:增压透平膨胀机、油泵。
6、 工作原理：利用从空分装置来的空气在压缩端增压再进入膨胀端绝热膨胀以降低其压力、温度，产生空分装置所需要的冷量。 目的：为空分装置提供70%80%冷量 流程:如左图,1:排出管2:扩压室 3:锅壳4: 导流器 5:中间体6:密封套 7:油封盖8:止推轴承 9:转轴10:机身 11:挡油圈12:端盖 13:径向轴承,向心透平膨胀机结构图,精馏系统流程图,正流空气：,膨胀机,主换热器1,主换热器2,-102,-56,-124,-134,-145,-154,-120,-132,-154,-165,-72,-83,-92,-110,进下塔温度：,膨胀前温度,膨胀后温度：,主要设备:上塔为填料塔，下塔为
7、筛板塔，冷凝蒸发器、板翅式主换热器。 工作原理：利用各组分的沸点不同，经过精馏控制回流比进而分离出组分。 流程:如左图,上塔,下塔,冷凝蒸发器,精馏主换热器示意图,0.12MPa,油泵,电 机,缓冲器,换热器,0.34MPa,0.56MPa,0.78MPa,1.2MPa,1.5MPa,缓冲器,换热器,换热器,放空,氧(氮)压缩机,型式：活塞式压缩机 工作原理:利用电机通过活塞对气体做功，将能量传递给气体，最终使其压力得到提高， 目的：得到用户要求的压力 流程:如左图,压缩机系统流程图,Liquid Argon,冷源,热源,冷凝器,粗氩塔,粗氩塔,精氩塔,主要设备:粗氩塔和精氩塔均为规整填料塔，
8、粗氩泵。 填料：金属波纹板 目的：经粗氩、塔的精馏使含氧量降低，经精氩塔的精馏使含氮量降低。 流程:如左图,制氩系统流程图,内 压 缩 流 程 工 艺 介 绍,内压缩流程和外压缩流程至分子筛纯化器前都相同。 经分子筛纯化器出来的空气一路经主换热器与返流 的气体换热进入精馏塔下塔；另一路则进入空气增压 机，经空气增压机出来的空气一部分经透平膨胀机 绝热膨胀后进入精馏塔下塔，另一部分经主换热器 后也进入下塔。经过精馏塔的精馏，氮气从上塔取 出，经主换热器复热后再经压缩机送往用户。氧气 由主冷侧的液氧经液氧泵压缩再经主换热器复热后 送往用户；第三路少量空气去仪表空气系统。作为 仪表气使用！,内 压
9、缩 流 程 工 艺 图,AC-空气冷却塔 AF空气过滤器 APl、AP2流程液氩泵 ATC空气透平压缩机 B-增压机 C1-下塔 C2-填料上塔 C3I粗氩填料塔I段 C3粗氩填料塔段CA-精氩填料塔 El-主换热器 E2-高压换热器 E3-液空液氮过冷器 SH-蒸汽加热器 ET-透平膨胀机 K1-冷凝蒸发器 K2-粗氩冷凝器 K3-精氩冷凝器 K4-精氩蒸发器LQ粗氩液化器 MSl、MS2-分子筛吸附器 NTC循环氮气压缩机OPl、OP2液氧泵 RU制冷机组 WC水冷却器WPl、WP2水泵,内压缩部分流程图,正流空气：,膨胀机,-102,-56,-124,-134,-145,-154,-12
10、0,-132,-154,-165,-72,-83,-92,-110,膨胀后温度：,膨胀前温度,主换热器,进下塔温度：,空气增压机,主要设备:上塔为填料塔、下塔为筛板塔，冷凝蒸发器、板翅式换热器。空气增压机、膨胀机。 流程:如左图,上塔,下塔,冷凝蒸发器,,Company Logo,外压缩流程： 1：出冷箱的氧气状态为低压状态，通过氧气压缩机将氧气加压后送往用户 2：从分子筛纯化器过来的空气经膨胀机膨胀后大部分进入上塔中部精馏，而另一小部分旁通经主换热器复热后进入污氮管道 内压缩流程： 1：抽取主冷液氧，通过液氧泵将液氧加压到所需的压力，然后在主换热复热至常温后直接送往用户 2：从分子筛纯化器过
11、来的空气经空气增压机增压后一部分经主换热器复热进入下塔。另一部分经膨胀机绝热膨胀也进入下塔。,外压缩流程和内压缩流程的区别,,Company Logo,比较,内压缩流程和外压缩流程比较,安 全 性,1：氧气是一种助燃物质，压力越高、温度越高，爆炸危险性就越大。因此在高温、高压下压缩氧气危险性较大。而内压缩流程是靠低温液体泵来压缩液体的，加之低温泵在低温、低速和小流量下运转。安全系数比外压缩流程的氧压机大大提高！ 2：随着空分设备运行时间的延长，主冷液氧中的碳氢化合物会有不同程度的浓缩、积累，对空分设备的安全运行是一种潜在的威胁。为了防止碳氢化合物的积累，外压缩流程采用连续排放1%的液氧来降低。
12、而内压缩流程其氧气产量全部来自主冷液氧经液氧泵加压复热后所得。从工艺上进一步提高了空分设备运行的安全性！,3:低温液体产量内压缩流程空分设备由于配置了增压机，使得膨胀制冷量增大，在满足生产用气的情况下，可以大量的生产液体 4：提氩的能力因为内压缩流程的膨胀空气不是进入上塔，而是进入下塔，这有利于精馏，因此氩提取率要高一些！,5：设备投资内压缩流程配置液氧泵和增压空气压缩机，代替氧压机。氧压机无论从制造工艺上还是设备结构均比增压机复杂，设备的制造费用和日常维护也要高于液氧泵和增压机之和。因此内压缩空分投资较外压缩少。 6：总空气提取率内压缩流程空气经膨胀机膨胀后没有旁通，所有的空气全部进塔参加精馏，因此总空气量的提取要高于外压缩！,谢谢！,
