《煤气化生产技术（第二版）第三章空气分离》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤气化生产技术（第二版）第三章空气分离（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 空气分离,煤气化生产技术,深冷分离工艺技术及主要设备,2,主要设备及其操作,3,空气组成及物化性质,1,第三章 空气分离,生产操作的具体步骤,4,变压吸附工艺技术及主要设备,5,第一节 空气组成及物化性质,1,2,空气组成,空气物化性质,一、空气组成,表3-1 空气组成及各成份的沸点,二、空气物化性质 （氧-氮二元系气液平衡）,1气液平衡、饱和压力和温度,二、空气物化性质 （氧-氮二元系气液平衡）,2氧-氮二元系的气液平衡 由氧和氮组成的均匀混合物，称为氧-氮二元体系。当二元混合物为液态时，称二元溶液，此时，氧、氮可以任意比例均匀混合，组成各种不同浓度的气体混合物及溶液，相同压力下不同
2、浓度溶液的饱和温度不同。,第二节 深冷分离工艺技术及主要设备,1,2,概 述,空气分离的工艺流程,一、概述,空气分离（简称空分）的方法有液化精馏及分子筛吸附两种类型。由于分子筛吸附能耗较高，仅适用于小气量的独立用户。而大型化工生产所需O2、N2量较大，并且纯度较高，多用液化精馏方法分离空气。液化精馏法分离可分为空气净化、空气液化和空气分离等三个工序。,二、空气分离的工艺流程,1.空气的净化 （1）机械杂质的脱除 （2）水分及CO2的脱除 （3）碳氢化合物的脱除 （4）冷箱前端净化,二、空气分离的工艺流程,表3-2 空气的组成与各组分的临界参数,二、空气分离的工艺流程,表3-3 大中型空分装置对
3、原料空气的要求,二、空气分离的工艺流程,二、空气分离的工艺流程,表3-4 常用分子筛的组成及孔径,二、空气分离的工艺流程,二、空气分离的工艺流程,2.空气的液化 （1）节流膨胀（焦耳-汤姆逊效应） （2）等熵膨胀 （3）深度冷冻循环的发展过程,二、空气分离的工艺流程,3.空气的分离 空气经低温液化后，产生了气液两相平衡的氧氮混合物。利用液体精馏的原理即可将液体空气进行分离。,二、空气分离的工艺流程,4.工艺流程 根据操作压力进行分类，空分操作可分为高、中、低压三种流程。即高压（7.120.3）MPa、中压（1.52.5）MPa和低压（1MPa）。目前大、中型空分装置普遍采用低压流程，操作压力在
4、0.6MPa左右。,二、空气分离的工艺流程,5KDON-3200/3200型空分工艺流程 （1）空气的压缩与预冷 （2）空气中水分、CO2的脱除与深度冷冻 （3）空气的精馏分离,二、空气分离的工艺流程,第三节 主要设备及其操作,1,2,双级精馏塔,可逆式换热器,一、双级精馏塔,空气分离的主要设备之一的双级精馏塔，其结构如图3-5所示。由常压操作的上塔、加压操作的下塔和连接上下塔的冷凝蒸发器组成。,一、双级精馏塔,精馏塔的内件可采用板式塔或填料塔。一般多用筛板塔，在上下塔内均设有若干块筛板，上塔有70块塔板，下塔有36块塔板，全塔由铝合金制成。,二、可逆式换热器,可逆式换热器也称为板翅式换热器，
5、如图3-7所示，是由隔板、波形翅片和封条三部分组成，在相邻两隔板之间放置翅片及封条组成夹层，称为通道。也可采用以石头或铝带为填料的蓄冷器代替可逆式换热器。,第四节 生产操作的具体步骤,1,2,开车过程,正常操作,3,异常现象及处理,一、开车过程,1原始开车 （1）开车前的准备工作 （2）系统吹除 （3）气密试验 （4）常温干燥 （5）第一次裸冷 （6）加热干燥 （7）试压试漏 （8）装填硅胶和珠光砂,一、开车过程,2系统的启动 系统启动是指空分装置自膨胀机启动到转入正常运转的整个过程。 （1）启动前的准备工作 （2）启动操作,二、正常操作,1下塔精馏工况的调节 （1）液空、液氮纯度的调节 （2
6、）下塔液空液面的调节 2塔精馏工况的调节 （l）氧纯度的调节 （2）氮纯度的调节 3.冷凝蒸发器液位的调节,三、异常现象及处理,表 3-5 异常现象及处理,三、异常现象及处理,续上表,第五节 变压吸附工艺技术及主要设备,1,2,概 述,变压吸附基本原理,3,变压吸附主要设备与流程,一、概述,传统的空气分离是采用深冷法，不适宜于中小气量设备。而变压吸附气体分离技术（PSA）工艺过程简单，设备制造容易，占地少。启动时间短，设备维护简便，适应性强，自动化戳高，可随时开停车不需采用特别措施。因此，近年来，变压吸附在中小装置的应用日益增加。,二、变压吸附基本原理,1吸附的定义 2常用的吸附剂 3吸附剂的再生 4变压吸附基本工作步骤,二、变压吸附基本原理,三、变压吸附主要设备与流程,1.过滤器 主要用于过滤空气中的粉尘等杂质。 2.冷却及分离器 冷却空气及分离空气中的游离水。 3.真空解吸泵 用来进行分子筛吸附剂再生。,三、变压吸附主要设备与流程,流程一 PSA工艺流程,三、变压吸附主要设备与流程,流程二 变压吸附与低温精馏组合式制氧流程,Thank you,
