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1、精选优质文档-倾情为你奉上空分制氧工艺流程图片： 空分制氧系统包括空压机系统、空冷系统、水冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、精馏塔系统、加压气化系统、氧气系统、氧压机系统、调压站系统空分制氧系统中精馏塔分离氮气与氧气的原理简介：精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧
2、较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到99.999。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏。 将下塔底部得到的含氧3840的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体
3、到达上塔底部时就可得到99.6的液氧。空分操作知识问答1. 空气分离有哪几种方法? 答：现在工业生产中采用的空气分离方法有三种： (1) 深度冷冻法： 先将空气液化，然后利用氧、氮沸点的差异，在一定的设备中(精馏塔)，通过精馏过程，使氧、氮分离，此法在大型空分装置中最为经济。并能生产纯度很高的氧氮产品。 (2) 变压吸附法： 变压吸附法制氧或氮是在常温下进行的。其机理有二条：一是利用沸石分子筛对氮的吸附亲和力高于氧的吸附亲和力，以此分离氧和氮；二是利用氧在分子筛微孔中的扩散速度大于氮的扩散速度。在远离平衡条件下分离氧、氮。 目前，采用变压吸附法制取氧或氮的装置，其容量和产品的纯度都受到一定的限
4、制。例如用该法制氧的装置，容量一般还不能超过4000Nm3H，纯度超不过95；制氮的装置，容量一般在2000Nm3H以下，纯度低于99.5。 (3) 膜分离法： 利用高分子聚合薄膜的渗透选择性，将空气中的氧、氮组分分离的方法称为膜分离法用该法生产氧或氮的装置，容量和纯度也都有一定的局限，一般主要用来生产800Nm3h以下，纯度低于995的氮气产品。2氧气有什么用途? 答：氧气是地球上一切生命有机体赖以生存的物质，它的化学性质非常活泼，很容易与其他物质化合生成氧化物。利用这一物质，氧在冶金、化工、国防工业等部门都得到广泛的应用。在甲醇合成的生产中，氧气与煤浆进行部分氧化反应，可生产出有效的原料气
5、：氢气、一氧化碳。3氮有什么用途? 答：(1) 氮的分子结构十分稳定，通常很难同其它物质发生化学反应，表现出很大的惰性，所以工业上常用它来作为保护气。(2) 充氮气贮藏水果、蔬菜是一种先进的贮藏保鲜方法，它使水果、蔬菜在高氮低氧的环境中减缓新陈代谢，并进入冬眠状态，抑制后熟，从而长期保鲜。(3) “真空充氮”，贮藏大米及其它粮食，可使粮食不蛀虫、不发热、不霉变。(4) 氮是植物生长的重要养分之一，空气中的氮很难被：随物直接吸收，人们一般通过生产合成氨，然后以氨为原料，生产备种能够被植物吸收的氮肥，如尿素。4氩气有什么用途? 答：氩是一种惰性元素，在空气中的容积百分率为093。其用途广泛，例如：
6、氩气常作为保护气体用于铝、铝合金、不锈钢的焊接；用于半导体材料和稀有金属的精炼；用于制造点弧灯；用“氩一氧炼钢法”可以获得超低碳不锈钢等等。 5空气中有哪些杂质?为什么要清除? 答：空气中含有少量的水蒸汽、二氧化碳、乙炔和碳氢化合物及少许灰尘等杂质。如果让这些杂质进入空分装置，将是十分危险的，固体杂质会磨损器件，尤其威胁高速旋转设备的安全运行，带入换热器还会污染传热表面，降低换热效果；水蒸汽和CO2等在低温条件下会相继冻结析出，从而堵塞气体通道及塔板筛孔；乙炔和碳氢化台物在精馏塔中积聚过量，易引发爆炸。所以，为提高装置运行的安全性、可靠性和经济性，必须净化空气。6本装置中是如何清除空气中的杂质
7、? 答：空气中的杂质有固体和气体杂质二种，固体杂质包括粉尘、机械颗粒等，固体杂质的清除是在空压机前的自洁式空气过滤器K7600中清除的。气体杂质包括：H2O、CO2及CmHn等烃类化合物等，本装置采用前置吸附器来净化这些气体杂质，在AC后设置分子筛吸附器MS/MS，MS/MS采用了由铝胶(Al2O3)和分子筛(13X)组成的双层卧式吸附器，先用铝胶吸附水份，分子筛主要承担C02、CmHn等的吸附。7水冷却塔(AC)中污氮是怎样把水冷却的? 答：我厂二期的氮水冷却塔是填料式冷却塔。常温的循环水从塔的顶部喷淋向下流动，从换热器出来的污氮气(温度约15度左右)自下而上流动，二者直接接触既传质又传热，
8、是一个比较复杂的过程，一方面由于水的温度高于污氮的温度，就有热量直接从水传给污氮，使水得到冷却。另一方面，由于污氮是干燥的气体，所以水的分子能不断蒸发扩散到污氮中去，而水蒸发需要吸收汽化潜热，从水中不断带走热量，使得水的温度不断降低，污氮吸湿是使水降温的主要原因。知道这一点后，就能理解为什么有时冷却水的出口温度比污氮的进口温度还低。 8.为什么空气经过冷却塔后水份含量减少？答：在某一压力下，饱和湿空气中的含水量随着温度的降低而减少。空气经空压机压缩后：进入到空气水冷塔的工艺空气压力在0545MPa(表压)左右其水份含量达到饱和状态。在流经空气冷却塔时温度不断降低。随着温度的降低饱和水份含量在减
9、少，即有一部分水份自空气中析出。这部分水蒸气凝结成水，同时放出冷凝潜热。9什么叫吸附剂?对吸附剂有什么要求? 答：作为吸附用的多孔性固体叫吸附剂，对于吸附剂的主要要求有： (1) 吸附剂必须是多孔物质。因为吸附只是在固体表面进行，孔隙越多，表面积越大，吸附能力越强。 (2) 吸附剂必须是选择性吸附，即吸附要具有选择性。不能吸附混合物中全部组分，只吸附要从混合物中清除的杂质。 (3) 吸附剂容量要大，即每公斤吸附剂所吸附的物质量要大。如果吸附容量小，吸附剂用量就大。 (4) 要具有一定的强度、耐压耐磨、不易破碎。 (5) 容易再生。 (6) 价格便宜。能满足上述条件要求，比较好的吸附剂就是常用的
10、硅胶、铝胶和分子筛。10. 吸附容量与哪些因素有关? 答：影响吸附容量的因素较多；主要有： (1) 与吸附过程的温度及被吸组分的分压有关；在被吸组分的分压相同的情况下(或者说浓度下)吸附容量随着温度的升高而减小；而在相同温度下，吸附容量随着被吸组分分压(或浓度)的增大而增大，但是有个极限，当分压增到一定程度后，吸附容量基本上与分压无关。 (2) 与气体(或液体)的流速有关。流速越高，吸附效果越差，原因是被吸物质与吸附剂接触时间短，流速低时，吸附效果要好些。 (3)与吸附剂的再生完善程度有关：再生解吸越彻底，吸附容量就越大，反之越小。 (4)与吸附剂厚度有关：吸附剂层厚度越大，被吸物质与吸附剂接
11、触时间越长，容量越大。 11什么叫吸附剂的再生? 答：吸附过程是可逆物理过程。吸附剂都存在一个吸附容量。当吸附到达该容量或超过该容量。吸附剂就失去了对吸附质的吸附能力。这时，就需要对吸附剂进行解吸，使被吸附的吸附质脱离吸附剂，从而将吸附剂吸附的吸附质含量大大降低，这时的吸附剂就恢复了其吸附能力。这种吸附饱和的吸附剂重新恢复活性，获得吸附能力的过程叫再生，再生是吸附的逆过程，属吸热反应。再生的途径有两种：一是提高温度去降低吸附容量，使吸附质解吸；二是降低压力，使吸附质解吸，本装置是采用加热后的150度的低压污氮气去再生吸附剂的。 12分子筛吸附器切换时为什么要进行均压？ 答：(1) 分子筛吸附器
12、切换时先要均压是为了保证整个装置的平稳运行。分子筛吸附器在切换时如果不均压，那么为了填充容器的内部空间，会使得装置的空气流量和压力突然发生波动 (2)另外，即将投用的分子筛吸附器若不先进行均压，切换时则会受到空气的强烈冲击，使隔栅变形甚至损坏。铝胶和分子筛也因为受冲击而相互磨擦挤压，产生粉尘微粒后进入吸附剂内通道，造成堵塞，降低吸附效率。所以分子筛吸附器在切换前必须均压。 13叙述分子筛吸附器的程控步骤 答：两组分子筛吸附器是相互交替工作的，当MS处于吸附状态时，另一组吸附器MS则处于再生状态。各阀门的程序切换是由DCS系统中的程序控制。分子筛吸附器自动控制过程实际上是分子筛吸附器再生自控过程
13、，该自控过程分18步进行，当切换程序启动时，即处于第一步。第一步：准备卸压：关闭V1201、V1203 确认V1201、V1203关闭第二步：卸 压：打开V1205，计时8分，PS达到给定值及计时到关闭V1205第三步：准备加热：打开V1213，确认V1213开第四步：加 热：关闭V1217、V1210，打开V1211、V1218，计时100分，计时到第五步：吹冷：关闭V1218，打开V1217，计时100分，计时到第六步：准备充压：关闭V1211、V1213，打开V1210，确认V1211关第七步：充 压：打开V1207，计时22分，PDS达到给定值及计时到，关闭V1207第八步：准备切换：
14、打开V1203，确认V1203开第九步：切 换：打开V1201，确认V1201开，计时10分第十步：准备卸压：关闭V1202、V1204，确认V1202、V1204关闭第十一步：卸 压：打开V1206，计时8分，PS达到给定值及计时到关闭V1206第十二步：准备加热：打开V1214，确认V1214开第十三步：加 热：关闭V1217、V1210，打开V1212、V1218，计时100分，计时到第十四步：吹冷：关闭V1218，打开V1217，计时100分，计时到第十五步：准备充压：关闭V1212、V1214，打开V1210，确认V1212关第十六步：充 压：打开V1207，计时22分，PDS达到给
15、定值及计时到，关闭V1207第十七步：准备切换：打开V1204，确认V1204开第十八步：切 换：打开V1202，确认V1202开，计时10分14什么叫焓?什么叫熵? 答：将流体内的内能与流动能这两部分能量用一个概念来表示，取名为焓。即焓是表示流体流动时，流体的内能与流动能之和焓=内能+流动能。 熵是气体的状态参数，当气体的压力、温度一定时就有一定的熵值。S的单位是Jkgk，当气体获得热量时熵值增加，熵值增加的量s等于得到的热量Q除以气体的温度T。即s=Q/T。简单地说熵是一个衡量两种状态不等价性的量。15空气在等温压缩后能量如何变化? 答：在等温压缩时，由于温度不变，气体分子运动的动能没有变化而分子间的距离缩小，分子相互间作用的位能减小。所以气体内部的能量是减少的，另外在压力不很高的情况下，压力空气可以当成理想气体看待，而理想气体的流动功仅取决于温度，温度相同，流动功亦相同。所以从能量角度来看等温压缩后气体的焓值比压缩前的焓值小。16什么叫冷量? 答：冷量是在制冷中习惯用的一种
