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1、空分设备中氪氙稀有气体提取精制技术摘要：本文通过对控分设备中氟氙稀有气体的提取工艺进行分析介绍，并阐述 空分设备氟氙精提取装置控制策略的优化，来保证了氟氙提取装置的稳定生产， 提高了整个装置的自动化控制水平。关键词：空分设备；稀有气体；提取一 、八1刖言氟和氙是重要的工业气体，在国民经济的发展过程中有着重要的地位。近年来，我国和 世界对氟和氙的需求继续保持高速增长主要原因是其应用越来越广泛，不仅用于传统的照明 行业，近年来在平面电视、空间、建筑门窗、医疗行业、电子芯片、卫星的应用正在兴起。提 取氟、氙气体的过程中，首先是获得粗氟氙液态氧进一步凝聚液氧中包含的氟、氙来获得氟 氙的混合物，最后通过
2、进一步的混合物分离,分别提炼纯氟和氙。2粗氟氙的提取技术2.1外部压力或增压空气分离过程外部压力或过程组织中自加压空气分离设备、氟氙塔在寒冷的液态氧作为原料和流动的 液体，液体氧气,分别分别从底部和冷提取氟氙列蒸发器是气流的热源塔釜液氧蒸发蒸发的上 升气体与液体氧直接接触上背，质量和传热高沸点的N2O、Xe、CH4、CO2是洗涤塔釜在液态 氧浓度，得到0.2%的Kr+0.014%Xe穷氟氙精矿产品。和低沸点的氧塔，随着产品送出。特点：1. 氟氙萃取率高，可以达到89%。2. 准备氟氙原材料从底部和寒冷氟氙塔进料位置，采用填料塔结构，结构简单，制造容易。3. 使压力或准备低压氧可以粗氟和氙氟塔完
3、成的同时，也不可怜的氟氙产品,大量的液态氧 输出产品，过程简单，操作方便。4. 准备新技术的氟氙也配备了加热装置氟氙塔条件下的主要设备没有停止可用于单独的 氟氙塔和一组加热氟氙塔冷的小盒子，削减氟氙塔材料进出口，去除杂质,通过设置加热装置加 热氟氙塔在这个时候，一个轻微的减少量的氧和氮，和其他产品，但不影响主要工厂操作，连续生 产，2.2内部压缩空气分离过程内压缩流程的氟氙提取组织通常有三个过程。第一（MPaG产品氧气压力大于1.0,液氧泵后压力后高压后板热冷芯盒与氩发电系统）:准备 原材料的精益氟氙粗氩冷凝器列液态空气富氧空气蒸汽和塔氟氙塔治疗蒸发器在氮气作为热 源将液氧蒸发塔釜和空的粗氩冷
4、凝器列液体蒸汽上升的塔氟氙气体在一起富氧液体从塔的一 部分空回流，底部得到粗略的氟氙产品蒸馏后，粗氮蒸发器的热源来自氟氙塔的顶部。特点：1. 氟氙更高的提取率，83%。2. 准备从粗氩氟氙原材料分别列冷凝器液态空气富氧空气蒸汽和塔或饲料，采用结构化的 填料塔，结构简单，制造容易。3. 使粗氩氟氙产品可以同时在制作过程中，也可以在任何时候被切断，使粗氟氙塔流程简单, 操作方便，选择性强。4. 同时还可以设置的新技术准备氟氙氟氙加热设备主要设备的条件下没有停止可用于单 独的氟氙塔和一组加热氟氙塔冷的小盒子，削减氟氙塔材料进出口，去除杂质，通过设置加热装 置加热氟氙塔的氧和氮氩产品没有任何影响。第二
5、（氧气压力大于1.0MPaG产品，高压液氧泵压力板后直接热冷芯盒）:准备原材料来自氪 氙倚靠的底部三个板取出少量液态氧和K从主冷凝蒸发器是一个大量的液态氧分别到粗氟氙 上部塔回流，氟氙塔治疗蒸发器下氮（或富氧空气饱和空气）,或从主换热器热塔釜在液氧蒸发塔 的氟氙气体上升，两侧的传热、传质塔，蒸馏塔后氧底粗氟氙产品，粗氟氙转K6塔顶的热源来自 蒸发器氮（或富氧空气，或从主热交换器饱和空气）。特点:1.氟氙提取率较低，为67%。2. 产品液氧LO提取三种理论在董事会在塔的底部C2提取、氪氙的浓度此时底部很小，但 CH4含量是主要的寒冷也减少了一个数量级从而减少液态氧产品氪氙,更在寒冷的主要浓缩氪
6、氙。和从那里取少量液态氧C6调控的粗原料粗塔氪氙氪氙CH4的内容产品。能够从主冷凝 蒸发器K氪氙提取更多的高浓度的原料产品粗氪氙的萃取率也增加。3. 粗氪氙蒸发器的热从塔顶的热空气中的氮源提取氧气氮气，氩气塔在改善,特别是氩的提 取可以增加近2%。4. 通过设置补充冷凝蒸发器和氮在冷侧阀V20,实现氪氙塔的操作灵活，完全不会影响主塔 的工作条件，设置生产氩系统空气分离装置更无限制氩系统投入运营。大大方便了用户进程选 择,使操作更简单、方便，节省能源消耗。5. 同时在准备氪氙过程也可以在氪氙加热装置设置在没有停止的设备可以用来单独加热 的氪氙塔和一组氪氙塔冷的小盒子，削减氪氙塔材料进出口，去除杂
7、质，通过设置加热装置加热 氪氙塔的氧和氮氩产品在这个时候没有任何影响。第三（氧气压力小于1.0MPaG产品，安全计划从液氧泵后压力去沐浴后蒸发器蒸发压力板 热后冷芯盒）:准备原材料来自精益氪氙的主冷凝蒸发器液氧泵后厚上C6氪氙塔回流，氪氙塔的 底部蒸发器在主换热器E1近饱和状态的高压空气作为热源，塔釜在液氧蒸发塔的氪氙气体上 升、传热、传质两边压力氧气产品蒸馏塔后，底部粗氪氙产品，粗氪氙塔的底部的蒸发器的热 源主要换热器转K6E1近高压空气的饱和状态。特点：1. 氪氙更高的提取率，83%。2. 使压力氧气和准备的氪氙氪塔完成的同时，也不可怜的氪氙产品，大量的液态氧输出产品, 过程简单，操作方便
8、。3. 粗氪氙塔采用高效筛板塔，结构合理、高效、紧凑的安排。4. 建立的过程中,液态氧吸附氧气吸附用于二氧化碳等杂质，乙炔，保证安全运行的氪氙塔。3贫氪氙液的净化粗氪氙液体净化工艺与传统工艺相比结构大大简化。从贫氪氙穷液体储罐氪氙液态氧液 氧泵压力、水浴式汽化器后加热到室温后，然后通过电加热器预热催化后进入催化反应器所需 温度，炉催化剂的作用下，甲烷和其他碳氢化合物在精益氪氙化学反应与氧气、水和二氧化碳。 一氧化氮也可以通过催化反应器中催化作用,分解生成氧气和氮气。催化反应器的可怜的氪氙 热交换器冷却后，进入分子筛吸附器扫清了水分和二氧化碳，完整的净化，冷芯盒。精益氪氙净 化过程的流体，分子筛
9、吸附器的自动控制开关是关键的一部分。在分子筛再生过程电通过氮 气热，冷，风冷端必然会有一定量的氮残留在吸附器这将减少贫困是氪的纯度，氙氪氙。针对这 种情况，增加清管步骤，最后吹冷通入贫困氪氙气体净化，然后平衡,从而降低氮含量精益氪氙气 体。本质上的氪氙提取装置，为了保证顺利的冷箱内塔的工况进入稳定的冷芯盒精益氪氙气体 流量是非常重要的。压力在分子筛吸附器阶段然而，由于一些可怜的氪氙需要进入分子筛吸 附器的再生,所以相对应的冷芯盒降低气体流动，打破了氪氙产品连续输出稳定的条件。所以 在运营商往往人为地增加负载均衡阶段液氧泵，到冷芯盒，以确保分子筛吸附器系统的气体流。 然而，只取决于操作员错误的风
10、险;手动调整，很难确保贫穷的氪氙气体流光滑，容易波动,调节液 氧泵负载通过手动分割,实现稳定的相对较长的时间。对于这种情况提出了一种控制方案，穷 人氪氙的程序实现控制液氧泵负载。控制计划:在分子筛吸附器系统均衡阶段最初n分钟，泵变频器输出爬增加负载m%,保持均 衡的负载直到最后n分钟,之后开始下降斜率降低负载变频器、均衡的最后阶段泵负载的逆变 器输出初始值。时间和负荷的变化可以实时调整开始调试，可以根据分子筛吸附器的吸气量 和影响程度的条件下，调整时间和负载变化，直到顺利的工作状态。在正常情况下，分子筛吸附 器系统运行两个周期可以确定时间和负载变化。调试后，分子筛吸附器系统平衡阶段的冷芯盒精益
11、氪氙气体流实现平稳过渡。根据边坡泵 由于负载变化，取代了梯度算子控制逆变器输出，避免了液氧泵负载变化波动，保证稳定的分子 筛吸附器出口气体流量，对塔的工作条件几乎没有影响冷芯盒内,自动控制效果好。4结束语随着科学技术的快速发展，稀有气体扩大应用领域。欧洲和美国发达国家的焦点氙用于麻 醉和电子工业的快速发展在东亚很多氪需求氙,使稀有气体资源紧张的情况下，因此氪、氙天 然气市场面临着巨大的发展机遇。，近年来，随着我国煤炭化工、石油化工、化肥、钢铁冶炼 等特大型工程建设和扩张，建立了大量的配套大型空气分离设备，这种罕见的氪、氙气体生产 建立良好的基础。如果你能在空气分离设备增加提取和精炼设备、氪、氙将为企业创造巨大 的效益，但也将促进特殊工业气体市场的快速增长。参考文献1 李享.40000Nm3/h空分氪氙提取系统贫氪一塔回流控制研究D.中南大学,2012.2 蒋小林，袁苑，程谦胜，韩林.30000m3/h粗氪氙系统提取调试总结J.冶金动力,2015,11:28-30.3 王舟.超高纯氪氙低温精馏系统研制与实验研究及优化D.上海交通大学,2015.李化治.制氧技术M .北京:冶金工业出版社，2002:49-51.
