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1、2-2 空气的净化空气的净化 2-3 空气的液化空气的液化 2-4 空气的分离空气的分离 2-5 空分流程空分流程 第二章第二章 空气深冷液化分离空气深冷液化分离 2-1 概述概述 2-6 空气深冷分离的操作控制空气深冷分离的操作控制 脉玄仁隐蘑韦畅馈燕厌瓜陨械瀑烛钉阉响燕栈颓中勋满算躇掩颤酌菲痈避【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-1 概述概述什么是空气深什么是空气深什么是空气深什么是空气深冷液化分离冷液化分离冷液化分离冷液化分离装置装置装置装置 ? ? 利用深度冷冻原理将空气液化，然后根据空气利用深度冷冻原理将空气液化，然后根据空气中各组分沸点的不同，在精馏塔内进行
2、精馏，获得中各组分沸点的不同，在精馏塔内进行精馏，获得氧、氮、一种或几种稀有气体（氩、氖、氦、氪、氧、氮、一种或几种稀有气体（氩、氖、氦、氪、氙）的装置。氙）的装置。 宅佃臣骡肿杀触禄刻媚篆涕碘音亥霖子拘窜拟怨盛厢舞溪教闸巾缆饶雷馒【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化空气中的主要成分及沸点空气中的主要成分及沸点 丹酚他疯蛛落免咨摘串厅墅乖寸艾嚎绣予玫岔宰沫期解堪量陆赴径化疑晤【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化一、空气分离的基本过程一、空气分离的基本过程空空气气分分离离的的基基本本过过程程空气的压缩空气的压缩 空气中水分和二氧化碳的清除：由于两者凝固点较
3、高，空气中水分和二氧化碳的清除：由于两者凝固点较高，在进入空分装置低温设备后将会形成冰和于冰，为此在进入空分装置低温设备后将会形成冰和于冰，为此需要利用分子筛纯化器预先把空气中的水分和二氧化需要利用分子筛纯化器预先把空气中的水分和二氧化碳清除掉。碳清除掉。 空气被冷却到液化温度：在主换热器中，空气被来自精空气被冷却到液化温度：在主换热器中，空气被来自精馏后的返流产品气体和污氮气冷却到接近液化温度馏后的返流产品气体和污氮气冷却到接近液化温度 冷量的制取冷量的制取 ： 为了确保和维持装置正常生产运行所需的为了确保和维持装置正常生产运行所需的热量平衡，由等温节流效应和压缩空气在膨胀机中绝热热量平衡，
4、由等温节流效应和压缩空气在膨胀机中绝热膨胀对外做功而制取。膨胀对外做功而制取。义杠毁栋驼疹徘氢乌怨系范款兴迷老坷瑟灶狮砒富史林舷晒介逸劈固箱吮【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化空空气气分分离离的的基基本本过过程程空气的液化：空气的液化是进行氧、氮分离的首要条件，空气在主热交换器中被返流气冷却到接近液化温度，并在下塔实现空气的液化。 精馏：空气的精馏是在精馏塔亦即上、下塔中进行的。在下塔中空气被初次分离成富氧液空和氮气，液空由下塔底部抽出后，经节流送入与液空组分相近的上塔塔板上，一部分液氮由下塔顶部抽出后经节流送入上塔副塔顶部。空气的最终分离是在上塔进行的。产品氧气由上塔底
5、部抽出，而产品氮气则是在上塔副塔顶部抽出，并通过主换热器与进塔的加工空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱。 危险杂质的清除：采用分子筛纯化流程，大部分碳氢化合物等危险杂质已在纯化器内清除掉，残留部分仍要进入塔内，并积储在冷凝蒸发器中。 氮氮氮氮气气气气和和和和液液液液氧氧氧氧的的的的热热热热交交交交换换换换是是是是在在在在冷冷冷冷凝凝凝凝蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器中中中中进进进进行行行行的的的的。由由由由于于于于氮氮氮氮气气气气和和和和液液液液氧氧氧氧两两两两种种种种流流流流体体体体所所所所处处处处的的的的压压压压力力力力不不不不同同同同。所所所所以以以以在在在在氮氮氮氮气气气气和和和和液液液液
6、氧氧氧氧的的的的热热热热交交交交换换换换过过过过程程程程中中中中，氮氮氮氮气气气气被被被被液液液液化化化化而而而而液液液液氧氧氧氧被被被被蒸蒸蒸蒸发发发发。氮氮氮氮气气气气和和和和液液液液氧氧氧氧分分分分别别别别由由由由下下下下塔塔塔塔和和和和上上上上塔塔塔塔供供供供给给给给，这这这这是是是是保保保保证证证证上上上上、下塔精馏过程的进行所必须具备的条件。下塔精馏过程的进行所必须具备的条件。下塔精馏过程的进行所必须具备的条件。下塔精馏过程的进行所必须具备的条件。端脸蜗削逐甜镑飘糠漱援囤谩气遣豁亥档懈屑虽嘉病哨联吃册骸伙惕镇介【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化二、二、空分装置
7、类型空分装置类型空空分分装装置置高压高压( 720MPa) 中压中压(1.55MPa) 低压（低压（0.50.8MPa） 小型制取气态产品和液态产品的装置小型制取气态产品和液态产品的装置 小型制取气态产品的装置小型制取气态产品的装置 中型和大型制取气态产品的装置中型和大型制取气态产品的装置 超低压超低压（0.3MPa以下）以下） 契躯侠江撩怀堰仆钧奈村沃犀喳扭撅居债泪些嘻瘁咖盾桓利掘暑耽粪滥绕【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化三、氧气、氮气的应用三、氧气、氮气的应用 v氧气的应用氧气的应用 ： 化学性质非常活泼化学性质非常活泼 ，化学活性很强，是一种强氧化，化学活性很强，
8、是一种强氧化剂，用于金属的焊接及切割，广泛地应用于高炉及炼钢生剂，用于金属的焊接及切割，广泛地应用于高炉及炼钢生产中和铁钢的熔炼过程及轧钢过程中产中和铁钢的熔炼过程及轧钢过程中 ，也是化肥工业上，也是化肥工业上的煤汽化、重油汽化常用的汽化剂和氧化剂。的煤汽化、重油汽化常用的汽化剂和氧化剂。v氮气的应用氮气的应用 ： 化学性质不活泼，可用作保护气体；无毒，最常用的化学性质不活泼，可用作保护气体；无毒，最常用的安全冷却剂。安全冷却剂。 沫早械皱奔弓掠累钙攫塌倚匿抗憎窒朽惹讨影枫槐畅孙朽账蝉抵黄公砚蝎【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-2 空气的净化空气的净化空气净化空气净化
9、的目的的目的 ? 脱除空气中所含的机械杂质、水分、脱除空气中所含的机械杂质、水分、二氧化碳、烃类化合物（主要为乙炔）二氧化碳、烃类化合物（主要为乙炔）等杂质等杂质 芥检轧暂拇数梳燎霸粮淄流扭到介较硬蚜萧灶图振喊载诛郴褐答寄呼役肩【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化一、机械杂质的脱除一、机械杂质的脱除 湿式湿式干式干式拉西环式：由钢制外壳和装有拉西环的插入盒构成拉西环式：由钢制外壳和装有拉西环的插入盒构成 油浸式：由许多片状链组成，片状链上有钢架油浸式：由许多片状链组成，片状链上有钢架 空空气气过过滤滤器器 袋式：由滤袋、清灰装置、清灰控制装置等组成袋式：由滤袋、清灰装置、清
10、灰控制装置等组成 干带式干带式自洁式：由高效过滤桶、文氏管、自洁专用喷头、自洁式：由高效过滤桶、文氏管、自洁专用喷头、 反吹系统、控制系统、净气室、出风口反吹系统、控制系统、净气室、出风口 和框架等组成。和框架等组成。 盈惩药拳邵免浦拭涤轿衰估昌鼻趣汁直砖呈汪跟售踩绘挑慰伙诧早莉泊馁【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化自洁式空气过滤器优点自洁式空气过滤器优点 ：v 具有前置过滤网，防止柳絮、树叶及废纸吸人，减轻滤桶负担，具有前置过滤网，防止柳絮、树叶及废纸吸人，减轻滤桶负担， 延长其使用寿命。延长其使用寿命。v 安装简单，只需配管、通电、通气即可工作。安装简单，只需配管、通
11、电、通气即可工作。 过滤过滤效率高。效率高。v 过滤阻力小。过滤阻力小。 v 自耗小。自耗小。v 占地面积小。占地面积小。v 结构简单设备质量轻。结构简单设备质量轻。v 部件使用寿命长。部件使用寿命长。 v 防腐性能好。防腐性能好。 v 维护工作量低。维护工作量低。 拭膛亲会纤哄口很探隋很旬疮防斌选力帚条淡颧娘评两瞄剁年激淖菏窥树【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化二、水分、二氧化碳、乙炔的脱除二、水分、二氧化碳、乙炔的脱除v 脱除水分、二氧化碳、乙炔的常用方法有吸附法和冻脱除水分、二氧化碳、乙炔的常用方法有吸附法和冻结法等。视装置不同特点，采用不同方法。结法等。视装置不同
12、特点，采用不同方法。v（一）空气预冷系统（一）空气预冷系统 位于空气压缩机和分子筛吸附系统之间，用来降低进位于空气压缩机和分子筛吸附系统之间，用来降低进分子筛吸附系统空气的温度及分子筛吸附系统空气的温度及H2O(g)、CO2含量，在填料含量，在填料式空气冷却塔的下段，出空压机的热空气被常温的水喷淋式空气冷却塔的下段，出空压机的热空气被常温的水喷淋降温，并洗涤空气中的灰尘和能溶于水的降温，并洗涤空气中的灰尘和能溶于水的NO2、SO2、Cl2、HF等对分子筛有毒害作用的物质；在空冷塔的上段，用等对分子筛有毒害作用的物质；在空冷塔的上段，用经污氮降温过的冷水喷淋热空气，使空气的温度降至经污氮降温过的
13、冷水喷淋热空气，使空气的温度降至1020。裙焕收侦吨党础情腆夜泰眠枉番茹洼蕾辜豹慎崖蛆尸孕淄脱雌敢诬儒宽匪【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化（二）分子筛吸附法（二）分子筛吸附法v此法让空冷塔预冷后的空气，自下而上流过分子筛吸附器，空气中所含有的H2O、CO2、C2H2等杂质相继被吸附剂吸附清除。吸附器一般有两台，一台吸附时，另一台再生，两台交替使用。v优点：产品处理量大、操作简便、运转周期长和使用安全可靠 v1吸附剂v硅胶是人造硅石，是用硅酸钠与硫酸反应生成的硅酸凝胶，经脱水制成。其分子式可写为SiO2nH2O。硅胶具有较高的化学稳定性和热稳定性，不溶于水和各种溶剂（除氢
14、氟酸和强碱外）。按孔隙大小的不同，可分为粗、细孔两种。 盐涎匣唾郭缆迷摆班惮值泞库徘啮牛董窗角豌苇话醉倍叁外甩泌砧川慰纯【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化硅胶硅胶 活性氧活性氧化铝化铝 分子筛分子筛 硅胶是人造硅石，是用硅酸钠与硫酸反应生成的硅酸凝胶，经硅胶是人造硅石，是用硅酸钠与硫酸反应生成的硅酸凝胶，经脱水制成。其分子式可写为脱水制成。其分子式可写为SiO2nH2O。硅胶具有较高的化学。硅胶具有较高的化学稳定性和热稳定性，不溶于水和各种溶剂（除氢氟酸和强碱外）稳定性和热稳定性，不溶于水和各种溶剂（除氢氟酸和强碱外）。按孔隙大小的不同，可分为粗、细孔两种。按孔隙大小的不
15、同，可分为粗、细孔两种 活性氧化铝是用碱或酸从铝盐溶液中沉淀出水合氧化铝，然后经活性氧化铝是用碱或酸从铝盐溶液中沉淀出水合氧化铝，然后经过老化、洗涤、胶溶、干燥和成形而制得氢氧化铝，氢氧化铝再过老化、洗涤、胶溶、干燥和成形而制得氢氧化铝，氢氧化铝再经脱水而得活性氧化铝。其分子式为经脱水而得活性氧化铝。其分子式为A12O3，呈白色，具有较好，呈白色，具有较好的化学稳定性和机械强度。的化学稳定性和机械强度。 分分子子筛筛是是人人工工合合成成的的泡泡沸沸石石，是是硅硅铝铝酸酸盐盐的的晶晶体体，呈呈白白色色粉粉末末，加加入入黏黏结结剂剂后后可可挤挤压压成成条条状状、片片状状和和球球状状。无无毒毒、无无
16、味味、无无腐腐蚀蚀性性，不不溶溶于于水水及及有有机机溶溶剂剂，但但能能溶溶于于强强酸酸和和强强碱碱。经经加加热热失失去去结结晶晶水水，晶晶体体内内形形成成许许多多毛毛细细孔孔，允允许许小小于于孔孔径径的的分分子子通通过过，而而大大于孔径的分子被阻挡。于孔径的分子被阻挡。进进入入毛毛细细孔孔内内的的分分子子能能否否被被吸吸附附，与与其其极极性性、极极化化率率和和不不饱饱和和度度等性质有关等性质有关 。目目前前空空分分设设备备中中通通常常选选用用的的作作空空气气净净化化吸吸附附剂剂的的类类型型为为13X分分子子筛。筛。 吸吸附附剂剂疤薪颓册登彤颧蜂旨撕善滦要芭漠四句锁柜芋蜂喧狄抚烟太丝钨捉凛肋贰【
17、PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2吸附原理吸附原理v 吸附是利用一种多孔性固体物质去吸取气体（或液体）混合物中的某种组分，使该组分从混合物中分离出来的操作。吸附用的多孔性固体称为吸附剂，把被吸附的组分称为吸附质。吸附所用的设备称为吸附器。v通常把被吸附物含量低于3%，并且是弃之不用的吸附称为吸附净化；若被吸附物含量高于3%或虽低于3%，但被吸附物是有用而不弃去的吸附称为吸附分离。 颗仿琉贺杖撅漳币始闲佛精市棺惠炙柄钨枢祥彤喂梯收唾捞刨嫡报跳柔冀【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化吸附原理吸附原理 当含吸附质浓度为当含吸附质浓度为ya的混合气体以恒定流速
18、自下而上进的混合气体以恒定流速自下而上进入吸附器时，吸附质首先在靠近吸附器进口端的吸附剂人口入吸附器时，吸附质首先在靠近吸附器进口端的吸附剂人口处被吸附，并渐渐趋于饱处被吸附，并渐渐趋于饱和。和。 饱和时吸附剂上的吸附质浓度饱和时吸附剂上的吸附质浓度xa与进气浓度与进气浓度ya平衡，平衡，气体经过这一段吸附柱时浓度不再发生变化，这一区域被称气体经过这一段吸附柱时浓度不再发生变化，这一区域被称为吸附平衡区。在平衡区以上是正在进行吸附的传质区，传为吸附平衡区。在平衡区以上是正在进行吸附的传质区，传质区以上是未吸附区。继续进料，吸附器中传质区逐渐上移，质区以上是未吸附区。继续进料，吸附器中传质区逐渐
19、上移，平衡区慢慢扩大，未吸附区相应缩小。当传质区前缘移出吸平衡区慢慢扩大，未吸附区相应缩小。当传质区前缘移出吸附柱，则流出气体中吸附质浓度开始增加。当传质区的尾缘附柱，则流出气体中吸附质浓度开始增加。当传质区的尾缘也离开了吸附柱的出口截面，这时整个吸附柱都达到饱和，也离开了吸附柱的出口截面，这时整个吸附柱都达到饱和，对原料气的吸附质不再具有吸附能力，经过吸附柱后的气体对原料气的吸附质不再具有吸附能力，经过吸附柱后的气体中吸附质浓度仍为中吸附质浓度仍为ya。 搪硝抗陋理橱茄韭峪匹磷耍蜘狰粮乱彭龟涂俗鬃腆癸疤炸瓮喘漂疏占荚拾【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化3吸附剂的吸附容量
20、吸附剂的吸附容量 v 吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂最多吸附的吸附吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂最多吸附的吸附质的量。质的量。v 吸附容量大，吸附时间长，吸附效果好。吸附容量通常吸附容量大，吸附时间长，吸附效果好。吸附容量通常受吸附过程的温度和被吸附组分的分压力（或浓度）、气受吸附过程的温度和被吸附组分的分压力（或浓度）、气体流速、气体湿度和吸附剂再生完善程度的影响。体流速、气体湿度和吸附剂再生完善程度的影响。v 吸附容量随吸附质分压的增加而增大；随吸附温度的吸附容量随吸附质分压的增加而增大；随吸附温度的降低而增大；流速越高，吸附剂的吸附容量越小吸附效果降低而增大；流速越高，吸附剂的吸
21、附容量越小吸附效果越差。流速不仅影响吸附能力，而且影响气体的干燥程度；越差。流速不仅影响吸附能力，而且影响气体的干燥程度；吸附剂再生越彻底，吸附容量就越大。分子筛对相对湿度吸附剂再生越彻底，吸附容量就越大。分子筛对相对湿度较低的气体吸附能力较大。较低的气体吸附能力较大。 秸胯回戎裹岔异犀餐桌谩榔龚袋科菏沼裴赂堵鲁巩宠或组癸瓶肆迭拇幂佛【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化 4大气中有害杂质的吸附及其影响大气中有害杂质的吸附及其影响v 对分子筛有害的杂质有：二氧化硫、氧化氮、氯化氢、对分子筛有害的杂质有：二氧化硫、氧化氮、氯化氢、氯、硫化氢和氨等。这些成分被分子筛吸附后又遇到水
22、分氯、硫化氢和氨等。这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下，会与分子筛起反应而使分子筛的晶格发生变化。的情况下，会与分子筛起反应而使分子筛的晶格发生变化。它们与分子筛的反应是不可逆的，因而降低了分子筛的吸它们与分子筛的反应是不可逆的，因而降低了分子筛的吸附能力。附能力。 vH2SO2 SO2H2OvSO2O2 SO3vSO3H2O H2SO4vNOO2 NO2vNO2H2O HNO3 腾依憨薯架蛹魏嘉懈自渡盂页盼望禹澳撂御囚登砒僚企胜蓝寿撕透猫撇沉【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-3 空气的液化空气的液化什么是空气什么是空气什么是空气什么是空气的液化的液化的液化的液
23、化 ? ? 空气的液化指将空气由气相变为液相的过程，空气的液化指将空气由气相变为液相的过程，目前采用的方法为给空气降温，让其冷凝。在空气目前采用的方法为给空气降温，让其冷凝。在空气液化的过程中，为了补充冷损、维持工况以及弥补液化的过程中，为了补充冷损、维持工况以及弥补换热器复热的不足，需要用到制冷循环。换热器复热的不足，需要用到制冷循环。芬皖耶啼最憾编级赘厦硒鹏空四儿瘩鼻影娘肢拜罚刚咋区扯丈细醉两驴皮【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化一、制冷的热力学基础一、制冷的热力学基础空气的热力空气的热力学参数学参数 焓：内能和流动能之和，即焓：内能和流动能之和，即 H=UpV，用，
24、用H表示，其表示，其单位也为单位也为J熵熵 ：dS=PT或或 SqT，熵的增，熵的增量等于系统在不可逆过程中从外界传人量等于系统在不可逆过程中从外界传人的热量，除以传热当时的绝对温度所得的热量，除以传热当时的绝对温度所得的商。熵增加的大小反映了过程不可逆的商。熵增加的大小反映了过程不可逆的程度。对节流过程来说，是绝热的不的程度。对节流过程来说，是绝热的不可逆过程，熵是增大的。增大的越多，可逆过程，熵是增大的。增大的越多，说明不可逆程度越大。对膨胀机来说，说明不可逆程度越大。对膨胀机来说，在理想情况下，为一可逆过程，熵不变。在理想情况下，为一可逆过程，熵不变。 内能内能 ：分子的动能和位能之和称
25、为气体：分子的动能和位能之和称为气体的内能，用的内能，用U来表示，单位为来表示，单位为J。动能与。动能与气体的温度有关，位能取决于分子之间的气体的温度有关，位能取决于分子之间的距离，即由气体的体积来决定。所以内能距离，即由气体的体积来决定。所以内能也是状态参数。也是状态参数。内能的改变通常通过传热和做功两种方式内能的改变通常通过传热和做功两种方式来完成。来完成。 可逆过程和不可逆过程：当可逆过程和不可逆过程：当物系由某一状态变化到另一物系由某一状态变化到另一状态时，若过程进行得足够状态时，若过程进行得足够缓慢，或内部分子能量平衡缓慢，或内部分子能量平衡的时间极短，则这个过程反的时间极短，则这个
26、过程反过来进行时，能使物系和外过来进行时，能使物系和外界完全复原，称此过程为可界完全复原，称此过程为可逆过程。如不能完全复原，逆过程。如不能完全复原，称为不可逆过程。称为不可逆过程。 吻粉袭坍秽将脱曙溶隙阳再绍掇类殊朝红揪荷跟展尺奈坟隧趴夫秘装支挖【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2空气的温一熵图空气的温一熵图 v 以空气的温度以空气的温度T为纵坐标，以熵为纵坐标，以熵S为横坐标，并将压为横坐标，并将压力力p、焓、焓H及它们之间的关系，直观地表示在一张图上，及它们之间的关系，直观地表示在一张图上，这个图就称为空气的温一熵图，简称空气的这个图就称为空气的温一熵图，简称空气的
27、T-S图。在空图。在空气的液化过程，用气的液化过程，用T-S图可表示出物系的变化过程，并可图可表示出物系的变化过程，并可直接从图上求出温度、压力、熵和焓的变化值。直接从图上求出温度、压力、熵和焓的变化值。v 艇号疡邱湿凌愈吠绒厌妻度摊洼卵禁疾仿幢彪猎钦恩侩病迈狡溪择肃碟凯【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化空气的空气的T-S简图简图 向右上方的一组斜线为向右上方的一组斜线为等压线；向右下方的一组线等压线；向右下方的一组线为等焓线；图下部山形曲线为等焓线；图下部山形曲线为饱和曲线，山形曲线的顶为饱和曲线，山形曲线的顶点点k是临界点，通过临界点是临界点，通过临界点的等温线称为临
28、界等温线。的等温线称为临界等温线。在临界点左边的山形曲线为在临界点左边的山形曲线为饱和液体线，临界点右边的饱和液体线，临界点右边的山形曲线为饱和气体线。临山形曲线为饱和气体线。临界等温线下侧和饱和液体线界等温线下侧和饱和液体线左侧的区域为液体状态区；左侧的区域为液体状态区；临界等温线下侧和饱和气体临界等温线下侧和饱和气体线右侧，以及临界等温线以线右侧，以及临界等温线以上的区域是气相区；山形曲上的区域是气相区；山形曲线的内部是气液两相共存区，线的内部是气液两相共存区，亦称为湿蒸汽区。两相共存亦称为湿蒸汽区。两相共存区内任意一点表示一个气液区内任意一点表示一个气液混合物。混合物。瓮零晤臼趣埂操龟嚣
29、翘采洒咯凉妹氏端镶绵岸伞唤峨熬弱映绝怖已监咯崭【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化二、空气液化时的制冷原理二、空气液化时的制冷原理 v 工业上空气液化常用两种方法获得低温，即空气的节工业上空气液化常用两种方法获得低温，即空气的节流膨胀和膨胀机的绝热膨胀制冷。流膨胀和膨胀机的绝热膨胀制冷。什么是什么是什么是什么是节流膨胀节流膨胀? ?什么是什么是什么是什么是膨膨胀机的绝胀机的绝热膨张热膨张连续流动的高压气体，在绝连续流动的高压气体，在绝热和不对外做功的情况下，热和不对外做功的情况下，经过节流阀急剧膨胀到低压经过节流阀急剧膨胀到低压的过程，称为节流膨胀的过程，称为节流膨胀。过程
30、。过程不可逆。不可逆。 压缩气体经过膨胀机在绝热压缩气体经过膨胀机在绝热下膨胀到低压，同时输出外下膨胀到低压，同时输出外功的过程称为膨胀机的绝功的过程称为膨胀机的绝热膨张。热膨张。过程可逆。过程可逆。 跨眼性极粤笑稻钨箔守绿吹刻邀玖颜菠郧掌摩请唬础吩毋裙谅削绍沽塘椭【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 节流膨胀为等焓过程节流膨胀为等焓过程 ，气体经过节流膨胀后，一般，气体经过节流膨胀后，一般温度要降低。膨胀机的绝热膨胀为等熵过程。温度要降低。膨胀机的绝热膨胀为等熵过程。 利用气体利用气体T-S图能十分方便地计算出节图能十分方便地计算出节流膨胀前后温度的变化。在图中，由流膨
31、胀前后温度的变化。在图中，由2点作点作等焓线等焓线H2，与等压线，与等压线p1相交于相交于1点，线段点，线段21表示节流膨胀过程，表示节流膨胀过程，1点的温度点的温度T1即为即为节流膨胀后的温度，节流膨胀后的温度，T2T1为节流膨胀前为节流膨胀前后的温度差。线段后的温度差。线段23表示气体由压力为表示气体由压力为p2、温度为、温度为T2的的2点，等熵膨胀到点，等熵膨胀到p1时的过时的过程，程，T2 T3为膨胀前后气体的温度差。为膨胀前后气体的温度差。 等熵膨胀的降温效果比节流膨胀的降等熵膨胀的降温效果比节流膨胀的降温效果好。但膨胀机的结构比节流阀复杂。温效果好。但膨胀机的结构比节流阀复杂。 霉
32、矮苛蔬荣纵珐磁航皋拓粹骸暇栋礁便篷皑肚柄娠惊陀篷称旦氧到遗坡奶【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化三、空气的液化循环三、空气的液化循环 v 目前空气液化循环主要有两种类型：以节流为基础目前空气液化循环主要有两种类型：以节流为基础的液化循环；以等熵膨胀与节流相结合的液化循环。的液化循环；以等熵膨胀与节流相结合的液化循环。 1以节流膨胀为基础的循环以节流膨胀为基础的循环 v 亦称简单林德循环。节流的温降很小，制冷量也很少，亦称简单林德循环。节流的温降很小，制冷量也很少，所以在室温下通过节流膨胀不可能使空气液化必须在接所以在室温下通过节流膨胀不可能使空气液化必须在接近液化温度的低
33、温下节流才有可能液化。因此，以节流为近液化温度的低温下节流才有可能液化。因此，以节流为基础的液化循环，必须使空气预冷，常采用逆流换热器，基础的液化循环，必须使空气预冷，常采用逆流换热器，回收冷量预冷空气。节流循环流程的示意图及回收冷量预冷空气。节流循环流程的示意图及T-S图由图图由图表示。系统由压缩机、中间冷却器、逆流换热器、节流阀表示。系统由压缩机、中间冷却器、逆流换热器、节流阀及气液分离器组成。及气液分离器组成。烘晌品砍惦乳趾桨焊辖锄代臆题硅厌帘芹路缀麦毫莽阵轴淳瞥拷舍慎裴峙【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化林德循环的流程图及T-S图 林德循环启动阶段 主疥算耍合汛髓
34、藐孙陀室锤谢祖圈侮则吭桶犯专钵景闰葛光帐腿楔啄眺来【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 应用简单林德循环液化空气需要有一个启动过程，首应用简单林德循环液化空气需要有一个启动过程，首先要经过多次节流，回收等焓节流制冷量预冷加工空气，先要经过多次节流，回收等焓节流制冷量预冷加工空气，使节流前的温度逐步降低其制冷量也逐渐增加，直至逼使节流前的温度逐步降低其制冷量也逐渐增加，直至逼近液化温度，产生液化空气。这一连串多次节流循环即林近液化温度，产生液化空气。这一连串多次节流循环即林德循环启动阶段如上图。德循环启动阶段如上图。v 实际林德循环存在着许多不可逆损失，主要有：实际林德循环
35、存在着许多不可逆损失，主要有：v 压缩机组（包括压缩和水冷却过程）中的不可逆压缩机组（包括压缩和水冷却过程）中的不可逆性，引起的能量损失；性，引起的能量损失；v 逆流换热器中存在温差，即换热不完善损失；逆流换热器中存在温差，即换热不完善损失；v 周围介质传人的热量，即跑冷损失。周围介质传人的热量，即跑冷损失。挺活诀币晌胖忙榆虱畦薛淹迭瓦冯浓署浇谊没秀碧影甄妨椭睫距革伺赌今【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2以等熵膨胀与节流相结合的液化循环以等熵膨胀与节流相结合的液化循环v (1)克劳特循环克劳特循环 ：1902年，克劳特提出了膨胀机膨胀年，克劳特提出了膨胀机膨胀与节流相结
36、合的液化循环称之为克劳特循环，其流程及在与节流相结合的液化循环称之为克劳特循环，其流程及在T-S图中的表示见图图中的表示见图 ：空气由空气由1点（点（T1，p1）被压缩机工等）被压缩机工等温压缩至温压缩至2点（点（p2，T1）经换热器）经换热器冷却至点冷却至点3后分为两部分，其中后分为两部分，其中Mkg进入换热器进入换热器继续被冷却至点继续被冷却至点5，再，再由节流阀由节流阀V节流至大气压（点节流至大气压（点6），），这时这时Zkg气体变为液体。气体变为液体。(MZ)kg的的气体成为饱和蒸气返回。当加工空气体成为饱和蒸气返回。当加工空气为气为lkg时，另一部分时，另一部分(1M) kg气气体，
37、进入膨胀机体，进入膨胀机膨胀至点膨胀至点4，膨胀，膨胀后的气体在换热器后的气体在换热器热端与节流后热端与节流后返回的饱和空气相汇合，返回换热返回的饱和空气相汇合，返回换热器器预冷却预冷却Mkg压力为压力为p2的高压空的高压空气，再逆向流过换热器气，再逆向流过换热器，冷却等，冷却等温压缩后的正流高压空气。温压缩后的正流高压空气。仗攒妥昔杉脂澳汽薄灭颤汀幂长倡瓷坎纳壕百秋咋烁曙哄颈游消汪定娩弦【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化(2)卡皮查循环卡皮查循环 v 该循环是一种低压带膨胀机的液化循环，由于节流前该循环是一种低压带膨胀机的液化循环，由于节流前的压力低，节流效应很小，等焓
38、节流制冷量也很小，所以的压力低，节流效应很小，等焓节流制冷量也很小，所以这种循环可认为是以等熵膨胀为主导的液化循环，此液化这种循环可认为是以等熵膨胀为主导的液化循环，此液化循环是在高效离心透平式膨胀机问世后，循环是在高效离心透平式膨胀机问世后，1937年原苏联年原苏联院士卡皮查提出的，因此称为卡皮查循环。院士卡皮查提出的，因此称为卡皮查循环。v 从实质上来看，卡皮查循环是克劳特循环的特例。在从实质上来看，卡皮查循环是克劳特循环的特例。在循环中采用了高效离心空压机及透平膨胀机，其制冷效率循环中采用了高效离心空压机及透平膨胀机，其制冷效率等于等于0.8或更高，大大提高了液化循环的经济性。通常卡或更
39、高，大大提高了液化循环的经济性。通常卡皮查循环的高效透平膨胀机制冷量占总制冷量的皮查循环的高效透平膨胀机制冷量占总制冷量的80%90%，得到广泛地应用。，得到广泛地应用。 稗弊跪戮柯滨者狞粹马纂惰制缄缉颅咐股渗咕得帘患疹并被洒缺煤瑞裴缀【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化卡皮查循环流程示意及T-S图 空气在透平压缩机中被压缩至空气在透平压缩机中被压缩至约约0.6MPa，经换热器，经换热器I冷却后，分冷却后，分成两部分，绝大部分成两部分，绝大部分Gkg进透平进透平膨胀，膨胀至大气压，然后进入膨胀，膨胀至大气压，然后进入冷凝器冷凝器，将其冷量传递给未进，将其冷量传递给未进膨胀机
40、的另一部分空气。未进膨膨胀机的另一部分空气。未进膨胀机的空气数量较小，数量为胀机的空气数量较小，数量为(1G) kg，它在冷凝器的管间，它在冷凝器的管间，被从膨胀机出来的冷气流冷却，被从膨胀机出来的冷气流冷却，在在0.6MPa的压力下冷凝成液体，的压力下冷凝成液体，而后节流到大气压。节流后小部而后节流到大气压。节流后小部分汽化变成饱和蒸气，与来自膨分汽化变成饱和蒸气，与来自膨胀机的冷气流汇合，通过冷凝器胀机的冷气流汇合，通过冷凝器管逆流，流经换热器管逆流，流经换热器I冷却等温压冷却等温压缩后的加工空气。而液体留在冷缩后的加工空气。而液体留在冷凝器的底部。凝器的底部。 郁粟扩匠炉僳魁逻孪探辈偶抬
41、彰寄嗡刊磺染傈损惺埂涡轩骏轴广九岳蝶莹【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-4 空气的分离空气的分离v 空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。成液体，然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。v 空气的精馏过程在精馏塔中进行。以筛板塔为例，在空气的精馏过程在精馏塔中进行。以筛板塔为例，在圆柱形筒内装有水平放置的筛孔板，温度较低的液体自上圆柱形筒内装有水平放置的筛孔板，温度较低的液体自上一块塔板经溢流管流下来，温度较高的蒸气由塔板下方通一块塔板经溢流管流下来，温度较高的蒸气由塔板
42、下方通过小孔往上流动，与筛孔板上液体相遇，进行热质交换，过小孔往上流动，与筛孔板上液体相遇，进行热质交换，实现气相的部分冷凝和液相的部分汽化，从而使气相中的实现气相的部分冷凝和液相的部分汽化，从而使气相中的氮含量提高，液相中的氧含量提高。连续经过多块塔板后氮含量提高，液相中的氧含量提高。连续经过多块塔板后就能够完成整个精馏过程，从而得到所要求的氧、氮产品。就能够完成整个精馏过程，从而得到所要求的氧、氮产品。 糠狗衰帛虫瘸京层际泼颁冕宰捕括唁宙病我需佣侄播焦匠扁姥尺握浆钻汀【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化双级精馏双级精馏 空气的精馏空气的精馏 单级精馏单级精馏 区别：单级
43、精馏以仅分区别：单级精馏以仅分离出空气中的某一组分离出空气中的某一组分（氧或氮）为目的；而（氧或氮）为目的；而双级精馏以同时分离出双级精馏以同时分离出空气中的多个组分为目空气中的多个组分为目的。的。影爷拄及撼镁缠沙碉箔卑菇求猴肚婿产硼滓版镜翅宴挪奎悲林冷罩譬韧纂【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化一、单级精馏一、单级精馏 (a)所示为制取高纯度液氮（或气氮）的所示为制取高纯度液氮（或气氮）的单级精馏塔。由塔釜、塔板及筒壳、冷单级精馏塔。由塔釜、塔板及筒壳、冷凝蒸发器组成。塔釜和冷凝蒸发器之间凝蒸发器组成。塔釜和冷凝蒸发器之间装有节流阀。压缩空气经净化系统和换装有节流阀。压缩
44、空气经净化系统和换热系统，除去杂质并冷却后进入塔底部，热系统，除去杂质并冷却后进入塔底部，并自下向上地穿过每块塔板，与塔板上并自下向上地穿过每块塔板，与塔板上的液体接触，进行热质交换。在塔顶得的液体接触，进行热质交换。在塔顶得到高纯度的气氮。该气氮在冷凝蒸发器到高纯度的气氮。该气氮在冷凝蒸发器内被冷却变成液体，一部分作为液氮产内被冷却变成液体，一部分作为液氮产品，由冷凝蒸发器引出；另一部分作为品，由冷凝蒸发器引出；另一部分作为回流液，沿塔板自上而下地流动。回流回流液，沿塔板自上而下地流动。回流液与上液与上 升的蒸气进行热质交换，最后塔升的蒸气进行热质交换，最后塔底得到含氧较多的液体，叫富氧液化
45、空底得到含氧较多的液体，叫富氧液化空气，或称釜液。气，或称釜液。由于釜液与进塔的空气处于由于釜液与进塔的空气处于接近平衡的状态，故该塔仅能获得纯氮。接近平衡的状态，故该塔仅能获得纯氮。 怎观饱珠伸瞄胃闰闺拥杯际誓钩羔围名急袖讣购操苯孕仗哟昭骤请洲乡弃【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v (b)所示为制取高纯度液氧（或气氧）的单级精馏塔。所示为制取高纯度液氧（或气氧）的单级精馏塔。它是由塔体、塔板、塔釜和釜中的蛇管蒸发器组成。它是由塔体、塔板、塔釜和釜中的蛇管蒸发器组成。v 被净化和冷却的压缩空气经过蛇管蒸发器时逐渐被冷被净化和冷却的压缩空气经过蛇管蒸发器时逐渐被冷凝，同时
46、将它外面的液氧蒸发。冷凝后的压缩空气经节流凝，同时将它外面的液氧蒸发。冷凝后的压缩空气经节流阀进入精馏塔的顶端。此时由于节流降压，有一部分液体阀进入精馏塔的顶端。此时由于节流降压，有一部分液体汽化，大部分液体自塔顶沿塔板下流，与上升蒸气在塔板汽化，大部分液体自塔顶沿塔板下流，与上升蒸气在塔板上充分接触，氧含量逐步增加。当塔内有足够多的塔板数上充分接触，氧含量逐步增加。当塔内有足够多的塔板数时，在塔底可以得到纯液氧。所得产品氧可以气态或液态时，在塔底可以得到纯液氧。所得产品氧可以气态或液态引出。引出。v 由于从塔顶引出的气体和节流后的液化空气处于接近由于从塔顶引出的气体和节流后的液化空气处于接近
47、平衡的状态，故该塔不能获得纯氮。平衡的状态，故该塔不能获得纯氮。 鼻浑帐惭曝族蹭缆络虹显谍滓牵握孟太跑爆菩滥闪懦蓑抠伐妙缎患厦绚巍【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化二、双级精馏二、双级精馏v 双级精馏塔由下塔、上塔和上、下塔之间的冷凝蒸发双级精馏塔由下塔、上塔和上、下塔之间的冷凝蒸发器组成。空气由下塔底部，自下向上穿过每块塔板，至下器组成。空气由下塔底部，自下向上穿过每块塔板，至下塔顶部得到一定纯度的气氮。氮进入冷凝蒸发器的冷凝侧塔顶部得到一定纯度的气氮。氮进入冷凝蒸发器的冷凝侧时，温度比蒸发侧液氧温度高，被液氧冷却变成液氮。一时，温度比蒸发侧液氧温度高，被液氧冷却变成液
48、氮。一部分作为下塔回流液沿塔板流下，至下塔塔釜便得到氧含部分作为下塔回流液沿塔板流下，至下塔塔釜便得到氧含量量36%40%的富氧液化空气；另一部分聚集在液氮槽中，的富氧液化空气；另一部分聚集在液氮槽中，经液氮节流阀节流后，进入上塔顶部作为上塔的回流液。经液氮节流阀节流后，进入上塔顶部作为上塔的回流液。下塔塔釜中的液化空气经液化空气节流阀节流后进入上塔下塔塔釜中的液化空气经液化空气节流阀节流后进入上塔中部，沿塔板逐块流下，参加精馏过程。只要有足够多的中部，沿塔板逐块流下，参加精馏过程。只要有足够多的塔板，在上塔的最下一块塔板上可以得到纯度很高的液氧。塔板，在上塔的最下一块塔板上可以得到纯度很高的
49、液氧。液氧进入冷凝蒸发器的蒸发侧，被下塔的气氮加热蒸发。液氧进入冷凝蒸发器的蒸发侧，被下塔的气氮加热蒸发。蒸发出来的气氧一部分作为产品引出，另一部分自下向上蒸发出来的气氧一部分作为产品引出，另一部分自下向上穿过每块塔板进行精馏，气体越往上升，其氮含量越高。穿过每块塔板进行精馏，气体越往上升，其氮含量越高。澄阐惰搅风饺躁领义莎臼罪芝炬匠拭溶功村僳吼溢缅切引墨抠赊貌撰镭包【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化 双级精馏塔可在上塔双级精馏塔可在上塔顶部和底部同时获得纯氮顶部和底部同时获得纯氮气和纯氧气；也可以在冷气和纯氧气；也可以在冷凝蒸发器的蒸发侧和冷凝凝蒸发器的蒸发侧和冷凝侧分
50、别取出液氧和液氮。侧分别取出液氧和液氮。精馏塔精馏塔 中的空气分离分中的空气分离分为两级，空气首先在下塔为两级，空气首先在下塔进行第一次分离，获得液进行第一次分离，获得液氮，同时得到富氧液化空氮，同时得到富氧液化空气；富氧液化空气被送往气；富氧液化空气被送往上塔进行进一步精馏，从上塔进行进一步精馏，从而获得纯氧和纯氮。而获得纯氧和纯氮。 双级精馏示意滁泻排谁雹右聘蓝榴永苏症柏气椭羔氧市绽痔济才酞撤翔苏提灰祖葫戌刻【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化空空分分塔塔三、空分塔的种类三、空分塔的种类填料塔填料塔 板式塔板式塔 由塔体和筛孔塔板组成。筛孔塔板上有筛孔，由塔体和筛孔塔板
51、组成。筛孔塔板上有筛孔，板上还装有溢流和降液装置。在塔内蒸气自板上还装有溢流和降液装置。在塔内蒸气自下而上穿过小孔，以细小的气流分散于液体下而上穿过小孔，以细小的气流分散于液体层中，进行热量和质量交换。上升蒸气由于层中，进行热量和质量交换。上升蒸气由于含有较多的氧组分，温度相对比较高。而下含有较多的氧组分，温度相对比较高。而下流的液体含氮组分较多，温度相对较低，通流的液体含氮组分较多，温度相对较低，通过热质交换后蒸气中氧组分冷凝混入液体中，过热质交换后蒸气中氧组分冷凝混入液体中，而液体中的氮组分则蒸发至蒸气中。最后塔而液体中的氮组分则蒸发至蒸气中。最后塔顶得到温度较低的氮气，塔底得到温度较高顶
52、得到温度较低的氮气，塔底得到温度较高的液氧。的液氧。 泡罩塔由泡罩塔板组成。泡罩由罩帽、升气管、泡罩塔由泡罩塔板组成。泡罩由罩帽、升气管、支撑板等组成。泡罩在塔板上的排列一般有两支撑板等组成。泡罩在塔板上的排列一般有两种：正三角形和正方形，常用正三角形。种：正三角形和正方形，常用正三角形。 与与筛板塔一样，回流液体通过溢流装置溢流到下筛板塔一样，回流液体通过溢流装置溢流到下一块板，上升蒸气通过塔板上的升气管，进入一块板，上升蒸气通过塔板上的升气管，进入升气管和泡罩之间的环形空间，再从泡罩下端升气管和泡罩之间的环形空间，再从泡罩下端的齿缝以鼓泡的形式穿过塔板上的液层与液体的齿缝以鼓泡的形式穿过塔
53、板上的液层与液体进行热量和质量的交换。塔板上的液体沿溢流进行热量和质量的交换。塔板上的液体沿溢流装置下流至下一块塔板。装置下流至下一块塔板。筛板塔筛板塔泡罩塔泡罩塔散装填料散装填料规整填料规整填料填料塔内装有一定高度的填料，液体自塔顶填料塔内装有一定高度的填料，液体自塔顶经喷淋装置喷淋下来，沿着填料的表面自上经喷淋装置喷淋下来，沿着填料的表面自上而下地流动，气体自塔底沿着填料的空隙均而下地流动，气体自塔底沿着填料的空隙均匀上升。气液两相间的热量和质量交换是借匀上升。气液两相间的热量和质量交换是借助于在填料表面上形成的较薄的液膜表面进助于在填料表面上形成的较薄的液膜表面进行的。为防止壁流现象，在
54、较高的填料层高行的。为防止壁流现象，在较高的填料层高度中分段填装或设液体再分配器。度中分段填装或设液体再分配器。控含侩钢芽项吃嘛建脸窟梦彭陨昨呆狗桓萌馅翁吉献赡翠斡彪落撮亲雨器【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 泡罩塔与筛板塔相比有下列特点：泡罩塔与筛板塔相比有下列特点：v 变负荷的适应性较强，在减少蒸气量和短期停车变负荷的适应性较强，在减少蒸气量和短期停车时，不易发生塔板上液体的泄漏。对稳定性要求较高的塔时，不易发生塔板上液体的泄漏。对稳定性要求较高的塔段，采用泡罩塔与筛孔板间隔设置的方案比较好。段，采用泡罩塔与筛孔板间隔设置的方案比较好。v 泡罩塔板水平度的要求比筛
55、板塔可适当降低。泡罩塔板水平度的要求比筛板塔可适当降低。v 泡罩板压力降大，结构复杂，造价高。在设汁工泡罩板压力降大，结构复杂，造价高。在设汁工况下的塔板效率不如筛板塔，同时在停车时还容易发生爆况下的塔板效率不如筛板塔，同时在停车时还容易发生爆炸，使它的使用受限。炸，使它的使用受限。v 填料塔中根据上升蒸气速度和喷淋液体强度的不同，填料塔中根据上升蒸气速度和喷淋液体强度的不同，塔内流动工况分为塔内流动工况分为5种工况种工况 ：(1)稳流工况稳流工况 v (2)中间工况中间工况v (3)湍流工况湍流工况v (4)乳化工况乳化工况v (5)液泛工况液泛工况谐锑酋极忧笨秘减睦迭愚之拳漠玻试鬃茄狼婶抡
56、式生鼻妹廖热漂拐蔡刊彬【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v填料塔的特点：填料塔的特点：v 结构简单，造价低，安装检修方便，特别适用于结构简单，造价低，安装检修方便，特别适用于小直径的精馏塔；小直径的精馏塔；v 流体流动阻力较小；流体流动阻力较小；v 随着装置容量的增加，填料塔径增加，这样容易随着装置容量的增加，填料塔径增加，这样容易产生气液分配不均匀，使传质效果降低。产生气液分配不均匀，使传质效果降低。v规整填料塔：规整填料塔：v规整金属波纹填料的每个单元是由带斜规整金属波纹填料的每个单元是由带斜v齿的波纹金属片组成的圆柱体。在薄片齿的波纹金属片组成的圆柱体。在薄片v上冲
57、有小孔，可以粗分配薄片上的液体，上冲有小孔，可以粗分配薄片上的液体，v加强横向混合。薄片上的波纹起到细分加强横向混合。薄片上的波纹起到细分v配液体的作用，增强了液体均布和填料配液体的作用，增强了液体均布和填料v润湿性能，提高传质效率。润湿性能，提高传质效率。 挝津诅锚斯睦总棉唱殊前照鄙火讲慕捻虐缺泪涌狭远吨睬炕昧贺烹兄妮涡【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 填料层在物流进口处和理论板数超过填料层在物流进口处和理论板数超过2030时分段，时分段，每段填料的顶部都设有液体（再）分布器，使得液体均匀每段填料的顶部都设有液体（再）分布器，使得液体均匀地分布于填料之中。从上段填料
58、中流下的液体在液体收集地分布于填料之中。从上段填料中流下的液体在液体收集器中混合，一方面用来消除上段填料中由于液体分布不均器中混合，一方面用来消除上段填料中由于液体分布不均匀所引起的浓度差异，另一方面如果有液相进料，液相进匀所引起的浓度差异，另一方面如果有液相进料，液相进料也在液体收集器中与从上段填料中流下的液体混合，从料也在液体收集器中与从上段填料中流下的液体混合，从而达到浓度均一。在填料塔中，整个填料层都发生传质分而达到浓度均一。在填料塔中，整个填料层都发生传质分离，因此在空间利用方面明显优于板式塔。离，因此在空间利用方面明显优于板式塔。v 规整填料与散装填料相比，具有明显的优越性。散装规
59、整填料与散装填料相比，具有明显的优越性。散装填料在塔中的装填是随机的，规整填料片以网络状接触，填料在塔中的装填是随机的，规整填料片以网络状接触，气液两相的流道是完全对称均一的，因此气液两相流动的气液两相的流道是完全对称均一的，因此气液两相流动的分布质量好、效率高。分布质量好、效率高。偷邪蠢宾她泄抠薯轰嚣卸邪霹身攫范苹轻馈铃就切蘑给怠茧翌桃擂杀硕骑【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化县拴胞栏害抢山裳豌柿排剧千昏竟爆澡跳棘毡钎撵姑营矮漫拼磺跟镍宿印【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化四、空分塔中稀有气体的分布四、空分塔中稀有气体的分布v 氖、氦、氪、氙和氧、
60、氮的沸点不同，它们在空气中氖、氦、氪、氙和氧、氮的沸点不同，它们在空气中的数量不同，因此在空分塔中它们汇集的部位也不同。上的数量不同，因此在空分塔中它们汇集的部位也不同。上图表示出了双级精馏塔内稀有气体汇集的部位图表示出了双级精馏塔内稀有气体汇集的部位v 氖、氦的沸点较氮气低得多，当空气进入下塔在精馏氖、氦的沸点较氮气低得多，当空气进入下塔在精馏过程中大部分氖、氦同氮混合进入主冷凝蒸发器管内，氮过程中大部分氖、氦同氮混合进入主冷凝蒸发器管内，氮气冷凝后沿壁流下，但氖氦气不能冷凝，汇积在冷凝蒸发气冷凝后沿壁流下，但氖氦气不能冷凝，汇积在冷凝蒸发器的顶部，应定期排除。器的顶部，应定期排除。 v 氪
61、、氙的沸点高，当空气进入下塔后，氪、氙均冷凝氪、氙的沸点高，当空气进入下塔后，氪、氙均冷凝在底部的液化空气中，经节流后送人上塔，汇集在液氧和在底部的液化空气中，经节流后送人上塔，汇集在液氧和气氧中。气氧中。v 彼荔卿纲舷拖抑牡繁喂校沏陆棠叁涅缎侮眨募责抚码泡良蜗盂贰愉阑邦祖【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 氩的沸点介于氧、氮之间，造成空气分离困难，在上氩的沸点介于氧、氮之间，造成空气分离困难，在上塔的提馏段中，氩相对于氧是易挥发的组分，因此氩的浓塔的提馏段中，氩相对于氧是易挥发的组分，因此氩的浓度将沿塔自上而下逐渐减少。精馏段中的氩相对于氮是难度将沿塔自上而下逐渐减少
62、。精馏段中的氩相对于氮是难挥发的组分，因而它的浓度沿塔自上而下逐渐增加。上塔挥发的组分，因而它的浓度沿塔自上而下逐渐增加。上塔内精馏段和提馏段中均有氩浓度高的区域，上塔中氩分布内精馏段和提馏段中均有氩浓度高的区域，上塔中氩分布特性取决于上塔分离产品（氧和氮）的纯度。特性取决于上塔分离产品（氧和氮）的纯度。v 对于氩的存在，必须采取措施，才能在一个塔内同时对于氩的存在，必须采取措施，才能在一个塔内同时制取纯氮和纯氧。制取纯氮和纯氧。 阻矫袖函侍钧行惯桅湛埂痹艰佣榷花疑厕卤彦百焉憾放络涅舆琵侮饱肖派【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化五、纯氩的制取五、纯氩的制取v1.传统提氩的
63、流程传统提氩的流程 从上塔液化空气进料口从上塔液化空气进料口之下适当部位抽出氩馏之下适当部位抽出氩馏分，氩馏分中含氮、氩分，氩馏分中含氮、氩和氧，引入粗氩塔精馏和氧，引入粗氩塔精馏后得后得95%左右的粗氩。左右的粗氩。粗氩经热交换器升温后粗氩经热交换器升温后加入氢气，使残留的氧加入氢气，使残留的氧气在催化反应炉内生成气在催化反应炉内生成水分，冷却干燥后在精水分，冷却干燥后在精氩塔中精馏，氩塔中精馏，99.99%以以上的纯氩。也有的流程上的纯氩。也有的流程是粗氩在低温下（液氧是粗氩在低温下（液氧温度）用分子筛吸附去温度）用分子筛吸附去除氧、氮，除氧、氮，99.99%的纯的纯氩。氩。泛衬霖焚复架囤
64、花菩悟汤反萤脏惦札睬骸淀煮坯题诀挟柠驴秽甜臭美搜律【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2全精馏无氢制氩全精馏无氢制氩v 全精馏无氢制氩指粗氩塔和精氩塔全部采用规整填全精馏无氢制氩指粗氩塔和精氩塔全部采用规整填料塔，在低温下精馏直接获得精氩。料塔，在低温下精馏直接获得精氩。v 采用全精馏无氢制氩技术，取消了加氢催化脱氧设备采用全精馏无氢制氩技术，取消了加氢催化脱氧设备和制氢设备，简化了流程，节省了厂房投资和运行费用，和制氢设备，简化了流程，节省了厂房投资和运行费用，节约了制氢能耗。同时，氩提取率大大提高，可达节约了制氢能耗。同时，氩提取率大大提高，可达65%84%。精氩产品的
65、质量也得到了提高。精氩产品的质量也得到了提高 。季畦净甄鹏检认腰鸿钒甲膛饲愿桔筏良郡睛隙颁吓决肛毖缠骄翠缺产踞厉【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-5 空分流程空分流程 v 深冷空分流程从原理来看，都包括空气的压缩、净化、深冷空分流程从原理来看，都包括空气的压缩、净化、热交换、制冷、精馏等过程，有的流程还包括氩和其他稀热交换、制冷、精馏等过程，有的流程还包括氩和其他稀有气体的提取过程。流程的主要区别在于各过程所用的设有气体的提取过程。流程的主要区别在于各过程所用的设备不同，操作条件不同，所生产的氧产品的量和压力不同。备不同，操作条件不同，所生产的氧产品的量和压力不同。v
66、一、空分流程的演变一、空分流程的演变 v1铝带蓄冷器冻结高低压空分流程铝带蓄冷器冻结高低压空分流程v 流程主要由空气过滤压缩、流程主要由空气过滤压缩、CO2碱洗、氨预冷、膨胀碱洗、氨预冷、膨胀制冷、换热精馏等系统组成。制冷、换热精馏等系统组成。v 流程缺点如下：流程缺点如下：v 流程复杂。流程复杂。v 蓄冷器的自清除问题没有得到妥善解决，氧气蓄冷器的自清除问题没有得到妥善解决，氧气（或氮气）和空气的传质和传热虽按时间间隔错开，但却（或氮气）和空气的传质和传热虽按时间间隔错开，但却在同一腔内进行，使产品的纯度受到较大污染。在同一腔内进行，使产品的纯度受到较大污染。 嘶纠踌却柞蒂芯标防疙乒谁粪帘钻
67、依捡栓启枚玉制缎越祷危觅臼堑等渴腐【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 膨胀机为冲动式固定喷嘴的结构形式，效率较低，膨胀机为冲动式固定喷嘴的结构形式，效率较低， 只有只有60%。v 氧提取率低，一般只有氧提取率低，一般只有83.3%。v 能耗高。能耗高。v2石头蓄冷冻结全低压空分流程石头蓄冷冻结全低压空分流程v 由空气过滤压缩、空气预冷、膨胀制冷、换热精馏等由空气过滤压缩、空气预冷、膨胀制冷、换热精馏等系统组成。系统组成。 流程缺点如下：流程缺点如下：v 石头蓄冷器中的石头填料单位体积所具有的比表石头蓄冷器中的石头填料单位体积所具有的比表面积只有铝带的面积只有铝带的15，
68、而密度却远比铝带要大。，而密度却远比铝带要大。v 由于采用中间抽气法来保证蓄冷器的不冻结性，由于采用中间抽气法来保证蓄冷器的不冻结性，因而设置了相应所需的抽气阀箱和因而设置了相应所需的抽气阀箱和CO2吸附器，使冷箱内吸附器，使冷箱内设备及配管复杂化。设备及配管复杂化。踌践鳃讣妖遭技粥苇便拆意酶美艇宜呻济更顺餐废诉导和矢佬炊仲撩卖崎【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 膨胀机采用的固定喷嘴，只能依靠调节压力来调节膨胀机采用的固定喷嘴，只能依靠调节压力来调节气量，因而膨胀量调节范围较小。气量，因而膨胀量调节范围较小。v 冷凝蒸发器为长列管式，管子数目仍然较多，体积冷凝蒸发器为
69、长列管式，管子数目仍然较多，体积大，制造难。大，制造难。v3切换式换热器冻结全低压空分流程切换式换热器冻结全低压空分流程v 由过滤压缩、预冷、换热精馏等系统组成。由过滤压缩、预冷、换热精馏等系统组成。v (1)流程特点流程特点:v 传热效率高、结构紧凑轻巧、适应性大，使单元传热效率高、结构紧凑轻巧、适应性大，使单元设备的外形尺寸缩小，促进空分设备冷箱相应缩小，跑冷设备的外形尺寸缩小，促进空分设备冷箱相应缩小，跑冷损失减少，膨胀量下降，启动时间缩短提高了空分设备的损失减少，膨胀量下降，启动时间缩短提高了空分设备的技术经济性。技术经济性。v 氧提取率达氧提取率达87%。v 能耗低。能耗低。堤毖渍藐
70、骂勺拭邦闯埠口杯拴镭啪捅匀镜熔监尊献乙亲芹购谢疽丽阳扼涵【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化(2)流程缺点流程缺点 :v 为了满足切换式换热器自清除要求，需要返流较大的污为了满足切换式换热器自清除要求，需要返流较大的污氮气量；氮气量；v 为满足切换式换热器的不冻结性要求，冷端要保证有一为满足切换式换热器的不冻结性要求，冷端要保证有一个最小温差，空分设备的启动要分个最小温差，空分设备的启动要分4个阶段来完成，启动操作个阶段来完成，启动操作比较麻烦。比较麻烦。 v4常温分子筛净化全低压空分流程常温分子筛净化全低压空分流程v 和上者根本区别在于：将切换式换热器的传质和换热两种和上
71、者根本区别在于：将切换式换热器的传质和换热两种功能分开，在冷箱外用分子筛吸附器清除空气中水分和功能分开，在冷箱外用分子筛吸附器清除空气中水分和CO2，在冷箱内的主换热器仅起换热作用。，在冷箱内的主换热器仅起换热作用。v (1)流程特点流程特点 ：v 以分子筛吸附剂在常温状态下吸附空气中的水分、以分子筛吸附剂在常温状态下吸附空气中的水分、CO2及碳氢化合物，使空分设备的空气比较干净，主换热器及碳氢化合物，使空分设备的空气比较干净，主换热器只起换热作用，不用交替切换工作只起换热作用，不用交替切换工作 惩识半赶移恍兴话娘蚌餐拒诧秀仙墨蛇门伊庆犁咳榜帖蛇坷永槽矗栋淄趟【PPT】-2-2空气的净化【PP
72、T】-2-2空气的净化v 氧提取率氧提取率90%92%，氩提取率约，氩提取率约52%。v (2)流程缺点：流程缺点：v 设置制冷机来冷却空气冷却塔的上部用水保证分子设置制冷机来冷却空气冷却塔的上部用水保证分子筛吸附器的最佳吸附效果。筛吸附器的最佳吸附效果。v 设置了电（或蒸汽）加热器，保证分子筛吸附剂的设置了电（或蒸汽）加热器，保证分子筛吸附剂的解吸。解吸。v 为了保证再生时污氮气有足够的压力通过分子筛为了保证再生时污氮气有足够的压力通过分子筛吸附剂床层，要求空压机的排压要适当提高；导致能耗高吸附剂床层，要求空压机的排压要适当提高；导致能耗高 5常温分子筛净化增压膨胀空分流程常温分子筛净化增压
73、膨胀空分流程v 该流程是在上者基础上，将膨胀机的制动发电机改成该流程是在上者基础上，将膨胀机的制动发电机改成了增压机，将膨胀空气在膨胀过程中产生的功，直接用来了增压机，将膨胀空气在膨胀过程中产生的功，直接用来使进膨胀机的空气增压。使进膨胀机的空气增压。v 流程特点如下：流程特点如下：v 继承了常温分子筛净化全低压空分流程的所有优继承了常温分子筛净化全低压空分流程的所有优点。点。v 氧提取率可达氧提取率可达93%97%；氩提取率约；氩提取率约54%60%。隔瑞捍仅活丽脚帖芬蓟蹲焉献典汛威悠郁诅吊抉沟驹句糙缆陆污北策曹博【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化6常温分子筛净化规整填
74、料精馏空分流程常温分子筛净化规整填料精馏空分流程v 采用了规整填料塔、全精馏制氩、膜式蒸发、蒸发降采用了规整填料塔、全精馏制氩、膜式蒸发、蒸发降温等新技术，分别被用于上塔、氩塔、冷凝蒸发器、水冷温等新技术，分别被用于上塔、氩塔、冷凝蒸发器、水冷却塔等设备上，压缩机、膨胀机效率的提高也有新的成果。却塔等设备上，压缩机、膨胀机效率的提高也有新的成果。 流程特点流程特点 ：v 将规整填料应用于上塔后，和筛板塔相比，上塔将规整填料应用于上塔后，和筛板塔相比，上塔阻力约降低阻力约降低80%85%，精馏塔的氧提取率可高达，精馏塔的氧提取率可高达98%99%，能耗约下降，能耗约下降4%5%。v 采用了规整填
75、料塔后，使精馏压力降低，增大了采用了规整填料塔后，使精馏压力降低，增大了各组分的相对挥发度，改善了上塔提馏段氧氩的分离，粗各组分的相对挥发度，改善了上塔提馏段氧氩的分离，粗氩塔、精氩塔皆采用了规整填料塔，进一步降低了精馏阻氩塔、精氩塔皆采用了规整填料塔，进一步降低了精馏阻力，使理论塔板数的设置可以增多，大大提高了精馏效率力，使理论塔板数的设置可以增多，大大提高了精馏效率 和氩的纯度和氩的纯度。 成苞庙酌咳约杰捕干傻夏咆裙鸯吞焰席爹那腹桑证客磺达萝嘴汇由椒植束【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 冷凝蒸发器采用膜式蒸发技术，使传热温差可降冷凝蒸发器采用膜式蒸发技术，使传热温
76、差可降为为0.550.8K。空压机出口压力下降。空压机出口压力下降0.0350.04MPa，能耗下降能耗下降3%。v 在水冷塔中，用污氮降温，取消制冷机组，扣除在水冷塔中，用污氮降温，取消制冷机组，扣除因进分子筛纯化系统空气温度升高导致再生能耗的增加值因进分子筛纯化系统空气温度升高导致再生能耗的增加值后，节能约后，节能约1%。v7外压缩与内压缩流程外压缩与内压缩流程v 外压缩流程是在冷箱外设氧气压缩机，将空分设备生外压缩流程是在冷箱外设氧气压缩机，将空分设备生产的低压氧气加压至用户所需压力；内压缩流程的供氧压产的低压氧气加压至用户所需压力；内压缩流程的供氧压力是由冷箱内（原理上）的液氧泵加压实
77、现的。力是由冷箱内（原理上）的液氧泵加压实现的。v 相对外压缩，内压缩流程在技术上特点相对外压缩，内压缩流程在技术上特点 ：v 内压缩流程空分设备是采用液氧泵对氧产品进行压内压缩流程空分设备是采用液氧泵对氧产品进行压缩，然后换热汽化的一种流程形式。缩，然后换热汽化的一种流程形式。 前谋默屉改情老樊质缩按往仪暴除际荆碌肢轧缔累寡黄共貉描漳琳缉弛潭【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 与加压液氧进行换热的空气压力和流量的确定、高与加压液氧进行换热的空气压力和流量的确定、高压换热系统的组织和精馏的组织等是内压缩流程的核心问压换热系统的组织和精馏的组织等是内压缩流程的核心问题。题
78、。v 内压缩流程取消了氧压机，因而无高温气氧，火内压缩流程取消了氧压机，因而无高温气氧，火险隐患小、安全性好。险隐患小、安全性好。v 内压缩流程的单位产品能耗与空分设备的规模、内压缩流程的单位产品能耗与空分设备的规模、产品压力、液体产品的多少有较大关系。产品压力、液体产品的多少有较大关系。v二、空分流程二、空分流程v 适用于大型煤气化技术的内压缩空分装置的流程图适用于大型煤气化技术的内压缩空分装置的流程图 帛琅秉恶赔瘟犀肆摧音剃众厂锨徐匝詹农歹竟叭诅自蔷饮质晤募鸽稽疯插【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化细蕾瀑沟毁蛹习妊挛棚淹维使泳饶哺靖足服凸顽动斩盲逢你傅涌没站眺撒【PP
79、T】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化 2流程特点流程特点 v 属于常温分子筛净化增压膨胀流程，流程简单，属于常温分子筛净化增压膨胀流程，流程简单，操作维护方便，采用操作维护方便，采用DCS集散系统，切换损失少，碳氢化集散系统，切换损失少，碳氢化合物清除彻底，空分设备的操作安全性好，连续运行周期合物清除彻底，空分设备的操作安全性好，连续运行周期大于两年。大于两年。v 采用规整填料型上塔代替筛板型上塔，由于上塔采用规整填料型上塔代替筛板型上塔，由于上塔阻力只有相应筛板塔的阻力只有相应筛板塔的1416，使空压机的出口压，使空压机的出口压力降低，空压机的能耗下降力降低，空压机的能耗下降5
80、%7%。v 由于上塔操作压力降低、操作弹性大，空分设备由于上塔操作压力降低、操作弹性大，空分设备的氧提取率进一步提高，精馏塔的氧提取率可达的氧提取率进一步提高，精馏塔的氧提取率可达99.5%，空分设备氧提取率达空分设备氧提取率达97%99%。 v 精氩的制取采用低温精馏法直接获得，即全精馏精氩的制取采用低温精馏法直接获得，即全精馏无氢制氩技术。无氢制氩技术。 袍赵扼酵突川假肥勿碉颐碑距忽踩澎蹈煽践咏沥著错棒聪朋祥悲顷肺缮揽【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 采用了高效空气预冷系统。采用了高效空气预冷系统。v 分子筛纯化系统采用活性氧化铝一分子筛双层床分子筛纯化系统采用活
81、性氧化铝一分子筛双层床结构，大大延长了分子筛的使用寿命，同时可使床层阻力结构，大大延长了分子筛的使用寿命，同时可使床层阻力减少。减少。v 采用了高效增压透平膨胀机技术，膨胀机效率可采用了高效增压透平膨胀机技术，膨胀机效率可达到达到83%88%。v 采用先进的采用先进的DCS计算机控制技术，实现了中控、计算机控制技术，实现了中控、机房和现场一体化的控制，成套控制系统具有设计先进可机房和现场一体化的控制，成套控制系统具有设计先进可靠、性能价格比高等特点。靠、性能价格比高等特点。v 3主要配套机组及设备特点：主要配套机组及设备特点：v (1)原料空压机和空气增压机原料空压机和空气增压机v 二者均采用
82、离心机，由二者均采用离心机，由1台汽轮机拖动，节省了投资台汽轮机拖动，节省了投资徒咋竹殿诛匡阔痹事兄疫懊肝鸵闻刷绍缝淫崭惧扎砍屯洼泻蕊哩恢盐蹿沧【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v及运行费用。前者的作用是为装置提供带压原料空气，后及运行费用。前者的作用是为装置提供带压原料空气，后者的作用是为装置提供膨胀及高压液氧、高压液氮汽化的者的作用是为装置提供膨胀及高压液氧、高压液氮汽化的气源。气源。 (2)空气预冷系统空气预冷系统 v 采用带水冷塔的新型高效空气预冷系统，其作用是冷采用带水冷塔的新型高效空气预冷系统，其作用是冷却和洗涤原料空气。空冷塔的上段和水冷塔采用特殊设计却和洗
83、涤原料空气。空冷塔的上段和水冷塔采用特殊设计的散堆填料，具有传热传质效率高、操作弹性大和阻力小的散堆填料，具有传热传质效率高、操作弹性大和阻力小的特点。的特点。v(3)分子筛纯化系统分子筛纯化系统v 采用长周期、双层净化技术及切换系统无冲击切换采用长周期、双层净化技术及切换系统无冲击切换技术，其作用是吸附空气中的水分、乙炔、二氧化碳和氧技术，其作用是吸附空气中的水分、乙炔、二氧化碳和氧化亚氮（部分吸附）等。化亚氮（部分吸附）等。v (4)精馏塔系统精馏塔系统睹戈远叔琳腐围注凸犀乔侩藩沤呈电士希做菩吱学冉嫉秋婉漾扮秩软堂绳【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 这是本套空分设
84、备的核心系统，其作用是利用低温精这是本套空分设备的核心系统，其作用是利用低温精馏来分离原料空气中的氧、氮及氩。馏来分离原料空气中的氧、氮及氩。 v 下塔、主冷凝蒸发器及上塔复合布置下塔、主冷凝蒸发器及上塔复合布置v 本套空分设备有低压、高压两组换热器，为便于本套空分设备有低压、高压两组换热器，为便于检修，分别设置单独冷箱，与主冷箱隔开，为防止与主冷检修，分别设置单独冷箱，与主冷箱隔开，为防止与主冷箱连接处型钢在低温下冷缩变形，换热器冷箱与主冷箱分箱连接处型钢在低温下冷缩变形，换热器冷箱与主冷箱分开布置，采用过桥连接。开布置，采用过桥连接。v 本套空分设备共有液氧产品泵、液氮产品泵和液本套空分设
85、备共有液氧产品泵、液氮产品泵和液氩产品泵三种泵，一用一备共氩产品泵三种泵，一用一备共6台，保证了运行的连续性。台，保证了运行的连续性。v 对部分重要的高压、低温液体阀门采用独立隔箱，对部分重要的高压、低温液体阀门采用独立隔箱，方便维修。方便维修。v 劳檬胡标毯断强肤辖坦嘶糟讥仓炬匈琉僧畜哲宣嫡涎遁逛逼誓划脐炊犹咙【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化2-6 空气深冷分离的操作控制空气深冷分离的操作控制v一、空分系统的主要开车步骤一、空分系统的主要开车步骤v1启动准备启动准备v 启动准备指在供电、供水、供汽正常，空分系统的各启动准备指在供电、供水、供汽正常，空分系统的各设备、仪
86、表、控制程序具备了启动条件后，启动空分系统设备、仪表、控制程序具备了启动条件后，启动空分系统的空气输送及净化系统，产生洁净的空气，对冷箱内的设的空气输送及净化系统，产生洁净的空气，对冷箱内的设备、管道、阀门等进行吹刷，降低冷箱内装置中的水蒸气备、管道、阀门等进行吹刷，降低冷箱内装置中的水蒸气及灰尘含量。及灰尘含量。v 步骤为：启动冷却水系统；启动用户仪表空气系统；步骤为：启动冷却水系统；启动用户仪表空气系统；启动分子筛纯化系统切换程序；启动空气透平压缩机；启启动分子筛纯化系统切换程序；启动空气透平压缩机；启动空气预冷系统；启动分子筛纯化系统；加温、吹刷和干动空气预冷系统；启动分子筛纯化系统；加
87、温、吹刷和干燥精馏系统的设备和管路。燥精馏系统的设备和管路。抡辨摔出鲸骆德皂仪捷糖炸判牵武土虐撤率殖涩敝哉撞医疚措害赛繁娄递【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v2冷却阶段冷却阶段v 冷却空分塔的目的，是将正常生产时的低温部分设备冷却空分塔的目的，是将正常生产时的低温部分设备从常温冷却到接近空气液化温度，为积累液体及氧和氮分从常温冷却到接近空气液化温度，为积累液体及氧和氮分离准备低温条件。离准备低温条件。v 步骤为：启动增压透平膨胀机制冷；按各冷却流路逐步骤为：启动增压透平膨胀机制冷；按各冷却流路逐渐给装置降温，直至下塔底部出现液体。渐给装置降温，直至下塔底部出现液体。v
88、3积液和调整阶段积液和调整阶段v 主要任务为逐步建立各精馏设备的液位，调整各精馏主要任务为逐步建立各精馏设备的液位，调整各精馏装置至正常操作状态。装置至正常操作状态。v 步骤为：控制主换热器冷端的温度接近液化点，约为步骤为：控制主换热器冷端的温度接近液化点，约为-173，中部空气温度约为，中部空气温度约为-l08；建立空分塔和粗氩塔；建立空分塔和粗氩塔的液位；调整空分塔和粗氩塔的工况；建立精氩塔的液位的液位；调整空分塔和粗氩塔的工况；建立精氩塔的液位并调整其工况。并调整其工况。将更亨缴庐柏灸洱呐短竟告樱上闺妥酌轨荆粘主饼相硕写师葬酣犹撤别愤【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净
89、化二、空分的正常操作管理二、空分的正常操作管理v（一）正常操作（一）正常操作v 1主冷凝蒸发器的液位的调节主冷凝蒸发器的液位的调节 v 冷凝蒸发器中液氧的液位与制冷量相关冷量增加冷凝蒸发器中液氧的液位与制冷量相关冷量增加液位上升。冷量主要由膨胀机产生，所以产冷量的调节是液位上升。冷量主要由膨胀机产生，所以产冷量的调节是通过对膨胀机膨胀气量的调节来达到的通过对膨胀机膨胀气量的调节来达到的 v2精馏控制精馏控制v 主要指控制好塔内的液位，使出塔的各物料成分稳定。主要指控制好塔内的液位，使出塔的各物料成分稳定。 v 下塔塔釜的液位必须稳定，可将液化空气进上塔下塔塔釜的液位必须稳定，可将液化空气进上塔
90、调节阀投入自动控制，使下塔液位保持在规定的高度。调节阀投入自动控制，使下塔液位保持在规定的高度。v 精馏过程的控制主要由液氮进上塔调节阀控制。精馏过程的控制主要由液氮进上塔调节阀控制。液氮进上塔调节阀开大，则液氮中的氧含量升高；关小，液氮进上塔调节阀开大，则液氮中的氧含量升高；关小，则液氮中的氧含量降低。则液氮中的氧含量降低。v 咳三盗任蔓盟阜值狡摔瘁思疮怎蔗冬湍敲层程遣腮奉逸鸟攒懂陪涂尹铃砰【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 产品气取出量的多少也将影响产品的纯度，取出产品气取出量的多少也将影响产品的纯度，取出量增加，纯度下降；取出量减少，则纯度升高。量增加，纯度下降；
91、取出量减少，则纯度升高。 v3达到规定指标的调节达到规定指标的调节 v 把全部仪表调节至设定值。把全部仪表调节至设定值。v 用液氮进上塔调节阀调节下塔顶部氮气的浓度和底用液氮进上塔调节阀调节下塔顶部氮气的浓度和底部液化空气纯度，使其达到规定值。部液化空气纯度，使其达到规定值。v 上塔产品气的纯度调节，应先减少产品取出量，待上塔产品气的纯度调节，应先减少产品取出量，待纯度达标后再逐步增大取出量，直至达到规定值。纯度达标后再逐步增大取出量，直至达到规定值。 v（二）维护（二）维护v 1热交换器维护热交换器维护v 主要是注意压力和温度的变化。热交换器的异常情况主要是注意压力和温度的变化。热交换器的异
92、常情况通常由冰、干冰和粉末阻塞引起，当发生换热器阻力过大通常由冰、干冰和粉末阻塞引起，当发生换热器阻力过大影响正常运行时，只有使装置停车，通过加温吹除来消除。影响正常运行时，只有使装置停车，通过加温吹除来消除。心恬首钝级蛮虫臣己咯涎肿洋社熏瘪娠淀础左袒进素绳拐拾绞缀拉瓣涨喜【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v通过分析热交换器进、出口气体的组分，判断热交换器有通过分析热交换器进、出口气体的组分，判断热交换器有无渗漏。无渗漏。 v2主冷凝蒸发器维护主冷凝蒸发器维护v 需控制冷凝蒸发器中液氧的乙炔及其他烃类化合物含需控制冷凝蒸发器中液氧的乙炔及其他烃类化合物含量不超过量不超过0
93、.1mgm3。当乙炔含量过高时，应尽可能多。当乙炔含量过高时，应尽可能多地加大排液量，同时需加大膨胀量以保持液氧液位，并对地加大排液量，同时需加大膨胀量以保持液氧液位，并对冷凝蒸发器中的液氧成分不断进行分析。冷凝蒸发器中的液氧成分不断进行分析。 v3空分塔空分塔v 在空分塔上、下设有压差计，可以测定精馏过程中的在空分塔上、下设有压差计，可以测定精馏过程中的压降。第一次启动空分设备时，应将工况调整正常以后所压降。第一次启动空分设备时，应将工况调整正常以后所测的压降作为运转的依据。测的压降作为运转的依据。 v4分子筛吸附器分子筛吸附器焚桓然方凰啃筏臃馆幕硫拇扬利壮谆茂桐荒岿久郁参茨归沤酉屠畅篱臃姬
94、【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v分子筛吸附器管理的一个重要的方面是切换程序管理。需分子筛吸附器管理的一个重要的方面是切换程序管理。需定时对吸附器检查，看再生和冷却期间有否达到规定的温定时对吸附器检查，看再生和冷却期间有否达到规定的温度，切换时间是否符合规定。如有异常，应进行调整。吸度，切换时间是否符合规定。如有异常，应进行调整。吸附器使用两年后，要测定分子筛颗粒破碎情况。附器使用两年后，要测定分子筛颗粒破碎情况。v（三）变工况操作（三）变工况操作v 空分设备在正常运行中的主要生产成本是电力消耗。空分设备在正常运行中的主要生产成本是电力消耗。减少无功生产，降低氧气放空率
95、，是节约电耗的重要措施。减少无功生产，降低氧气放空率，是节约电耗的重要措施。 当氧气等产品需要减少时，需要进行变工况的操作。此时当氧气等产品需要减少时，需要进行变工况的操作。此时需降低气体产品量，或在进气量不变的情况下，增加液体需降低气体产品量，或在进气量不变的情况下，增加液体产品量。产品量。v 1减少氧气产量的变负荷操作：减少氧气产量的变负荷操作：v 先减少氧气产品的输出量，同时按比例减少氮气先减少氧气产品的输出量，同时按比例减少氮气产品量。产品量。篓埃茧镇褐渊棕德停痰酸馈榔按众箔岔傈猫菜堰本寝剿榨瘪莫筷漱弱湘愚【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 根据已减少的氧化量，
96、以大于或等于根据已减少的氧化量，以大于或等于5倍的比例减倍的比例减少进冷箱空气量少进冷箱空气量 ，即关小空压机导叶开度。，即关小空压机导叶开度。v 通过调节（微关）下塔纯液氮回流阀，保持下塔通过调节（微关）下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力基本不变。底部压力基本不变。v 通过调节纯液氮进上塔阀，保持下塔液化空气中通过调节纯液氮进上塔阀，保持下塔液化空气中氧含量不变。氧含量不变。v 根据冷凝蒸发器液氧液位和液氧产品量的需求情根据冷凝蒸发器液氧液位和液氧产品量的需求情况，调节膨胀空气量。况，调节膨胀空气量。v 适当降低粗氩冷凝器液化空气液位，调低粗氩冷适当降低粗氩冷凝器液化空气液位，调低粗氩冷凝器
97、负荷，同时关小粗氩产品输出量。凝器负荷，同时关小粗氩产品输出量。 v2增加氧气产量的变负荷操作增加氧气产量的变负荷操作 v 适当开大空压机的导叶，增加加工空气量。适当开大空压机的导叶，增加加工空气量。 年鞍副肄展竣湿凌舱瑚拼塞淋嘉卤施文须杀硅放怨棠抵岂讯曼臣锭椭优逢【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 通过调节下塔纯液氮回流阀，控制下塔底部压力，通过调节下塔纯液氮回流阀，控制下塔底部压力，使其压力保持不变。使其压力保持不变。v 调节液氮进上塔调节阀，注意下塔液化空气氧含调节液氮进上塔调节阀，注意下塔液化空气氧含量。量。v 缓慢增加氧气取出量。缓慢增加氧气取出量。v 同比例
98、增加氮气产量。同比例增加氮气产量。v 根据冷凝蒸发器液氧液位，可以适当增加膨胀空根据冷凝蒸发器液氧液位，可以适当增加膨胀空气量。气量。v3增加液氧产量的变负荷操作增加液氧产量的变负荷操作v 关小氧气输出阀，减少氧气产量。关小氧气输出阀，减少氧气产量。v 缓慢增加膨胀空气量，必要时可以增开一台膨胀缓慢增加膨胀空气量，必要时可以增开一台膨胀机。机。v 缓慢关小下塔纯液氮回流阀，使下塔底部压力保缓慢关小下塔纯液氮回流阀，使下塔底部压力保持不变。持不变。 羌够惠刁夹捅剂功逆在际伸恍戎拎雨腑是叼壶忘喳各钻朽伯弥庐噬诅罢淋【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 调节液氮进上塔调节阀，使
99、下塔液化空气纯度不变。调节液氮进上塔调节阀，使下塔液化空气纯度不变。v 适当降低粗氩冷凝器液化空气液位，使粗氩塔负适当降低粗氩冷凝器液化空气液位，使粗氩塔负荷下降，同时关小粗氩产品输出量。荷下降，同时关小粗氩产品输出量。v 4手动变负荷操作中应注意的问题手动变负荷操作中应注意的问题v 必须遵循必须遵循“稳中求变，变中求稳稳中求变，变中求稳”的原则。的原则。 v5变负荷范围的技术限制变负荷范围的技术限制v 在变负荷操作过程中，最容易受影响的是粗氩塔的运在变负荷操作过程中，最容易受影响的是粗氩塔的运行工况。提取粗氩是以从上塔下部抽出的氩馏分气为原料行工况。提取粗氩是以从上塔下部抽出的氩馏分气为原料
100、的，上塔精馏工况的好坏直接影响到粗氩塔的精馏工况。的，上塔精馏工况的好坏直接影响到粗氩塔的精馏工况。但是，有时氧、氮产品纯度未被破坏，上塔精馏工况也达但是，有时氧、氮产品纯度未被破坏，上塔精馏工况也达到了正常状态，粗氩塔的精馏工况反而被破坏了。这是因到了正常状态，粗氩塔的精馏工况反而被破坏了。这是因为上塔的上升蒸气和下流液体自上而下的浓度梯度分布发为上塔的上升蒸气和下流液体自上而下的浓度梯度分布发生了变化。生了变化。 塞直孙赃慢勇倪锹碾舞如驾室豌彝园偶焦猪谍纹氏霜取衍悍朽膀士寞车玄【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v在不带制氩系统的空分设备上进行变负荷操作比较简单，在不带
101、制氩系统的空分设备上进行变负荷操作比较简单，仅需考虑上塔顶部氮气的纯度和底部氧气的纯度，但在带仅需考虑上塔顶部氮气的纯度和底部氧气的纯度，但在带制氩系统的空分设备上，还要考虑到上塔每段浓度梯度的制氩系统的空分设备上，还要考虑到上塔每段浓度梯度的分布情况，否则就无法保证制氩系统的正常生产。分布情况，否则就无法保证制氩系统的正常生产。v三、停车和升温三、停车和升温v 1正常停车正常停车v 停止供产品气。停止供产品气。v 开启产品管线上的放空阀。开启产品管线上的放空阀。v 把仪表空气系统切换到备用仪表空气管线上。把仪表空气系统切换到备用仪表空气管线上。v 停运透平膨胀机。停运透平膨胀机。v 开启空压
102、机空气管路放空阀。开启空压机空气管路放空阀。v 停运空气压缩机。停运空气压缩机。充卸伎库砷暗差种早业膏抉和容件佑轻利慌艘棺牵遂项绝沽矩锨军逐嚏哭【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 停运空冷系统的水泵。停运空冷系统的水泵。v 停运分子筛纯化系统的切换系统。停运分子筛纯化系统的切换系统。v 关闭空气和产品管线，打开冷箱内管线上的排气阀关闭空气和产品管线，打开冷箱内管线上的排气阀v 停运液氧、液氮泵。停运液氧、液氮泵。v a. 如停车时间超过如停车时间超过48h，应排放液体。，应排放液体。v b. 关闭所有的阀门（不包括上面提到的阀门）。关闭所有的阀门（不包括上面提到的阀门）
103、。v c. 对各装置进行升温。对各装置进行升温。v 如停车时间较短，则只按如停车时间较短，则只按步进行操作。步进行操作。注意：在室外气温低于零度时，注意：在室外气温低于零度时，停车后需把容器和管道中的水排停车后需把容器和管道中的水排尽，以免冻结；低温液体不允许尽，以免冻结；低温液体不允许在容器内低液位蒸发，当容器内在容器内低液位蒸发，当容器内液体只剩下正常液位的液体只剩下正常液位的20%时，时，必须全部排放干净。必须全部排放干净。 犹扰馈谎怖周忱吠岁慌驮丁印染溜形辐荡菲缆慑唬券迹衔儿漫岳慧闷奎扯【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v2临时停车临时停车v 由于发生故障，需短时
104、间停车处理时，可对精馏塔进由于发生故障，需短时间停车处理时，可对精馏塔进行保冷停车。执行正常停车的行保冷停车。执行正常停车的步操作，并视消除故步操作，并视消除故障时间快慢，决定执行第障时间快慢，决定执行第步，直至第步，直至第步。一般停车时步。一般停车时间大于间大于48h应进行全系统加温再启动。应进行全系统加温再启动。v 3临时停车后的启动临时停车后的启动v 空分设备在临时停车后重新启动时，其操作步骤应从空分设备在临时停车后重新启动时，其操作步骤应从哪一阶段开始，应视冷箱内的温度来决定，保冷状态下的哪一阶段开始，应视冷箱内的温度来决定，保冷状态下的冷箱内设备不必进行吹扫。冷箱内设备不必进行吹扫。
105、 v 启动空气压缩机，缓慢提高压力。启动空气压缩机，缓慢提高压力。v 启动空气预冷系统的水泵。启动空气预冷系统的水泵。v 启动分子筛纯化系统。为避免湿空气进入主换热启动分子筛纯化系统。为避免湿空气进入主换热器，应将另一只吸附器再生彻底，需在空气送入精馏塔前器，应将另一只吸附器再生彻底，需在空气送入精馏塔前盼廉符换绝廷寒挎俗涅黍俺表哉寓粥丧沫瘫杨肤窃呼帛硅填廉七路茨辨纠【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v经过一个切换周期。经过一个切换周期。 v 慢慢向精馏塔送气、加压。慢慢向精馏塔送气、加压。v 启动和调整透平膨胀机。启动和调整透平膨胀机。v 调整精馏塔系统。调整精馏塔系统
106、。v 调整产品产量和纯度到规定指标。调整产品产量和纯度到规定指标。v 4全面加温精馏塔全面加温精馏塔v 空分设备经过长期运转，在精馏塔系统的低温容器和空分设备经过长期运转，在精馏塔系统的低温容器和管道内可能产生冰、干冰或机械粉末的沉积，阻力逐步增管道内可能产生冰、干冰或机械粉末的沉积，阻力逐步增大。因此，运转一定时间后，一般应对精馏塔进行加温解大。因此，运转一定时间后，一般应对精馏塔进行加温解冻以除去这些沉积物。冻以除去这些沉积物。 v5紧急停车紧急停车v (1)空压机任何部位冒烟着火，发生异响，机械强烈振空压机任何部位冒烟着火，发生异响，机械强烈振动，严重脉振处理无效。动，严重脉振处理无效。
107、枝康筛靶外坞煌债丸集划瓜灭饰餐纤姆谴鸟凝偷崇块峻键苫赖鳖恤屉怯梁【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v (2)油压急剧下降，大量漏油，油过滤器严重堵塞，轴油压急剧下降，大量漏油，油过滤器严重堵塞，轴承温度超过承温度超过75。v (3)轴位移超过规定而未跳车时。轴位移超过规定而未跳车时。v (4)超过超过“自动停车自动停车”联锁值而未动时。联锁值而未动时。v (5)冷却水中断，油温升高而来不及处理。冷却水中断，油温升高而来不及处理。v空分岗位紧急停车的规定：空分岗位紧急停车的规定：v (1)空压机跳车，空分装置仪表电源、气源断。空压机跳车，空分装置仪表电源、气源断。v (2)
108、空冷塔不正常使分子筛纯化器大量进水。空冷塔不正常使分子筛纯化器大量进水。v (3)上塔严重超压，来不及判断及处理。上塔严重超压，来不及判断及处理。v (4)切换程序失灵，短时间内修复不好。切换程序失灵，短时间内修复不好。v氧活塞岗位紧急停车的规定：氧活塞岗位紧急停车的规定：v (1)压缩机内发出异响，强烈振动或发生撞缸现象，压缩机内发出异响，强烈振动或发生撞缸现象，O2系统出现大漏无法进行生产。系统出现大漏无法进行生产。 约互渝婶沽括参冲逻订严奔疯口典砍雾血每匙界抱宣卫晓谨韭寥过耶剑我【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v (2)油压低于油压低于0.15MPa，联锁没动作，
109、应采取手动紧急，联锁没动作，应采取手动紧急停车。停车。v (3)某级出现严重超压，出口温度超过工艺条件较多时。某级出现严重超压，出口温度超过工艺条件较多时。v (4)系统发生爆炸。系统发生爆炸。v冰机岗位紧急停车规定：冰机岗位紧急停车规定：v (1)冷却水或冷冻水突然中断。冷却水或冷冻水突然中断。v (2)液体制冷剂严重进入汽缸。液体制冷剂严重进入汽缸。v (3)油压下降经调节无效时，电机冒烟，压缩机出现异油压下降经调节无效时，电机冒烟，压缩机出现异响，振动，制冷剂大量泄漏。响，振动，制冷剂大量泄漏。v6冬季生产操作规定冬季生产操作规定v (1)生产装置内对停车检修的设备，必须停冷却水，排生产
110、装置内对停车检修的设备，必须停冷却水，排尽设备、管道内积水。尽设备、管道内积水。v (2)生产装置内备用设备可根据室温情况而定，室内温生产装置内备用设备可根据室温情况而定，室内温度高可停设备冷却水，室内温度低应开设备冷却水，以防度高可停设备冷却水，室内温度低应开设备冷却水，以防值几绳巩曝惟慢梅驻挟刻亚咳倚满菇孜簇恃穗尾疥橇趾泌到岗迪旷叶靛售【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v冻坏设备。冻坏设备。v (3)要加强防冻保温检查，特别是消防用水系统要加强防冻保温检查，特别是消防用水系统v (4)在空分装置冷态备用或短期停车状态过程中，需要在空分装置冷态备用或短期停车状态过程中，
111、需要对空气冷却塔进行检查清理或维修作业前，应在空气进空对空气冷却塔进行检查清理或维修作业前，应在空气进空气冷却塔人口管法兰处加盲板。气冷却塔人口管法兰处加盲板。v (5)在空分装置冷态备用或短期停车状态过程中，需要在空分装置冷态备用或短期停车状态过程中，需要对纯化器内分子筛床层情况进行检查或维修时，应确认其对纯化器内分子筛床层情况进行检查或维修时，应确认其系统电磁阀电源、气源均已切断，阀门均在关闭状态。系统电磁阀电源、气源均已切断，阀门均在关闭状态。v (6)冬季为节省电耗，冰机、冷冻泵要停车，开冷却冬季为节省电耗，冰机、冷冻泵要停车，开冷却泵和冷却泵出口至冷冻泵出口的连通阀向空冷塔上部、下泵
112、和冷却泵出口至冷冻泵出口的连通阀向空冷塔上部、下部供水；当春、夏、秋季开冷却泵和冰机时，要关闭冷却部供水；当春、夏、秋季开冷却泵和冰机时，要关闭冷却泵出口与冷冻泵出口的连通阀，以免水量过大，发生分子泵出口与冷冻泵出口的连通阀，以免水量过大，发生分子 咎锄阴峭劲砍触肖伦榜轩衬聚疯侍剩腻镰耿控边粘郭纠稠险天星夸枪填恤【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化筛带水的恶性事故筛带水的恶性事故 四、故障及排除方法四、故障及排除方法加工空加工空加工空加工空气供气供气供气供气停气停气停气停止止止止 (1)信号信号 空压机报警装置鸣响。空压机报警装置鸣响。 (2)后果后果 系统压力和精馏塔阻力
113、下降；产品系统压力和精馏塔阻力下降；产品气体压缩机若继续运转，会造成在精馏塔及气体压缩机若继续运转，会造成在精馏塔及有关管道出现负压。有关管道出现负压。 (3)紧急措施紧急措施 停止产品气体压缩机运转；把停止产品气体压缩机运转；把精馏塔产品气放空；停止透平膨胀机运转；精馏塔产品气放空；停止透平膨胀机运转；关闭液体排放阀；停止纯化系统再生。关闭液体排放阀；停止纯化系统再生。 (4)进一步措施进一步措施 空分设备停止运行。空分设备停止运行。 (5)排除故障方法排除故障方法 按空压机使用维护说明书按空压机使用维护说明书的规定查明原因，并采取相应的措施。的规定查明原因，并采取相应的措施。 供电中供电中
114、供电中供电中断断断断 (1)信号信号 所有电驱动的机器均停止工作，所有电驱动的机器均停止工作，这些机器上的报警装置鸣响。这些机器上的报警装置鸣响。 (2)后果后果 系统压力和精馏塔阻力下降，系统压力和精馏塔阻力下降，产品纯度破坏。产品纯度破坏。 (3)紧急措施紧急措施 关透平膨胀机及有关机器关透平膨胀机及有关机器的停止按钮；把精馏塔产品气放空；关闭的停止按钮；把精馏塔产品气放空；关闭液体排放阀；停止分子筛吸附器再生。液体排放阀；停止分子筛吸附器再生。 (4)进一步措施进一步措施 把全部由电驱动的机器把全部由电驱动的机器从供电网断开，空分设备停止运行。从供电网断开，空分设备停止运行。 (5)排除
115、故障方法排除故障方法 排除电源故障；电路排除电源故障；电路恢复后，视停电时间长短决定精馏塔系统恢复后，视停电时间长短决定精馏塔系统是否需重新加温；按启动程序重新启动。是否需重新加温；按启动程序重新启动。透平膨透平膨透平膨透平膨胀机发胀机发胀机发胀机发生故障生故障生故障生故障 (1)信号信号 透平膨胀机报警装置鸣响。透平膨胀机报警装置鸣响。 (2)后果后果 若转速过高，影响膨胀机正常运行；若转速过高，影响膨胀机正常运行；若转速过低，制冷量降低，冷凝蒸发器液氧液若转速过低，制冷量降低，冷凝蒸发器液氧液面下降，产量下降。面下降，产量下降。 (3)紧急措施紧急措施 启动备用膨胀机；调整转速，启动备用膨
116、胀机；调整转速，使膨胀机稳定；减少产品量，检验产品的纯度，使膨胀机稳定；减少产品量，检验产品的纯度，必要时减少产品产量或液体排出量或完全停车。必要时减少产品产量或液体排出量或完全停车。 (4)进一步措施进一步措施 立即排除故障；调整流量、立即排除故障；调整流量、转速和产量到正常值。转速和产量到正常值。 (5)排除故障方法排除故障方法 透平膨胀机的常见故障是透平膨胀机的常见故障是冰和干冰引起的堵塞。必须进行加热，才能排冰和干冰引起的堵塞。必须进行加热，才能排除故障。至于其他的故障，则应按透平膨胀机除故障。至于其他的故障，则应按透平膨胀机的使用说明书查明原因，并排除之。的使用说明书查明原因，并排除
117、之。吸附器吸附器吸附器吸附器切换装切换装切换装切换装置发生置发生置发生置发生故障故障故障故障 (1)信号信号 切换周期失控。切换周期失控。 (2)后果后果 若分子筛纯化系统的切换过程若分子筛纯化系统的切换过程停止进行，正在工作的分子筛吸附器的吸停止进行，正在工作的分子筛吸附器的吸附时间势必延长，先是二氧化碳，后是水附时间势必延长，先是二氧化碳，后是水分进入冷箱内，使板翅式换热器堵塞。分进入冷箱内，使板翅式换热器堵塞。 (3)紧急措施紧急措施 紧急暂停分子筛切换程序。紧急暂停分子筛切换程序。 (4)进一步措施进一步措施 如果预计排除时间要很如果预计排除时间要很长时间，则空分设备停止运行。长时间，
118、则空分设备停止运行。 (5)排除故障方法排除故障方法 按照仪控说明书规定按照仪控说明书规定查明原因，并排除之。查明原因，并排除之。 仪表仪表仪表仪表空气空气空气空气中断中断中断中断 (1)信号信号 仪表空气压力报警器鸣响。仪表空气压力报警器鸣响。 (2)后果后果 吸附器切换装置失效；所有气吸附器切换装置失效；所有气动仪表失效；整个空分设备调节失控。动仪表失效；整个空分设备调节失控。 (3)紧急措施紧急措施 把备用仪表空气阀门打开，把备用仪表空气阀门打开，空分设备即可恢复运行。如果不能正常运空分设备即可恢复运行。如果不能正常运行，则空分设备停止运行。行，则空分设备停止运行。 (4)进一步措施进一
119、步措施 如空分设备继续运行，如空分设备继续运行，应检验产品纯度，检查分子筛吸附器再生应检验产品纯度，检查分子筛吸附器再生和吹冷程度。如不正常应做相应调整。和吹冷程度。如不正常应做相应调整。(5)排除故障的方法排除故障的方法 故障可能是仪表空气故障可能是仪表空气过滤器堵塞或是阀门和管道的泄漏造成，过滤器堵塞或是阀门和管道的泄漏造成，应清洗过滤器，消除泄漏。应清洗过滤器，消除泄漏。韭伺揉惺啡挟尊度柜孙拴间寓窝拉拥薛羊糊唐袄窘综牢票梆谍富丙纶曰唉【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化五、空分装置安全运行规定五、空分装置安全运行规定 v1正常运行规定正常运行规定v (1)空分装置操作
120、人员应进行安全技术和操作技能的教空分装置操作人员应进行安全技术和操作技能的教育培训，经考试合格后持证上岗。操作人员应熟悉并严格育培训，经考试合格后持证上岗。操作人员应熟悉并严格遵守本岗位操作法。遵守本岗位操作法。v (2)空分装置空气吸入口安全要求：空分装置空气吸入口安全要求：v 空分装置应在空气吸入口附近设风向标，监视风向空分装置应在空气吸入口附近设风向标，监视风向变化带来空气质量的变化。变化带来空气质量的变化。v 每周至少应对吸入口空气分析一次；周围空气质量每周至少应对吸入口空气分析一次；周围空气质量发牛变化时，随时进行分析。当吸气条件超标时，应及时发牛变化时，随时进行分析。当吸气条件超标
121、时，应及时查清原因，消除污染源或采取其他安全运行措施。查清原因，消除污染源或采取其他安全运行措施。v 加强与周围装置的联系，当有大量碳氢化合物排放加强与周围装置的联系，当有大量碳氢化合物排放或紧急放空时，应及时通报并立即采取防范应急措施。或紧急放空时，应及时通报并立即采取防范应急措施。刨践不倒祷新獭凸腔指触绸以芯莫面季夏疚兰辩笋娥匹勾败介瘴潘逞嘛亭【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v (3)防止碳氢化合物进入液氧系统或积聚。防止碳氢化合物进入液氧系统或积聚。v (4)分子筛吸附应严格做到：装入的分子筛质量应保证；分子筛吸附应严格做到：装入的分子筛质量应保证；空气温度应控制
122、准确；分子筛再生应彻底；再生切换周期空气温度应控制准确；分子筛再生应彻底；再生切换周期应按操作规程准时进行，特殊情况应缩短再生切换周期。应按操作规程准时进行，特殊情况应缩短再生切换周期。v (5)硅胶吸附器应按规定定期切换，保证硅胶的再生温硅胶吸附器应按规定定期切换，保证硅胶的再生温度和时间。度和时间。v (6)分离装置液面和工况，禁止大幅度波动。分离装置液面和工况，禁止大幅度波动。v (7)保持主冷凝蒸发器液氧连续排放，不能连续排放时保持主冷凝蒸发器液氧连续排放，不能连续排放时要求每班排液氧一次，排放量应等于或大于要求每班排液氧一次，排放量应等于或大于1%氧气产量氧气产量v (8)循环液氧泵
123、应保持连续运转，停运检修时主冷凝蒸循环液氧泵应保持连续运转，停运检修时主冷凝蒸发器应每班排液三次，每次发器应每班排液三次，每次1%左右，同时尽快恢复运转。左右，同时尽快恢复运转。熄逼沽袁肄鼓降恕祖步仇涝拷姻旷巡稗博邪恤剪相耪到唯裴问争讼傍摸望【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v (9) 1000m/h以上大、中型空分设备必须安装在线气相以上大、中型空分设备必须安装在线气相色谱分析仪，连续监测液氧中的总烃及碳氢化合物单组分色谱分析仪，连续监测液氧中的总烃及碳氢化合物单组分的含量，液氧系统的在线监测色谱分析仪应完好投用、分的含量，液氧系统的在线监测色谱分析仪应完好投用、分析准
124、确。析准确。v (10)大、中型空分设备必须采用浓缩气相色谱法分析大、中型空分设备必须采用浓缩气相色谱法分析液氧中乙炔及其他碳氢化合物的含量，分析频次为每天至液氧中乙炔及其他碳氢化合物的含量，分析频次为每天至少一次，遇有特殊情况应增加分析次数。少一次，遇有特殊情况应增加分析次数。v (11) 1000m/h以下小型空分设备及纯氮空分设备采用以下小型空分设备及纯氮空分设备采用比色法或浓缩气相色谱法分析液氧中乙炔及总烃含量，分比色法或浓缩气相色谱法分析液氧中乙炔及总烃含量，分析频次为每火至少一次，遇有特殊情况增加分析数。析频次为每火至少一次，遇有特殊情况增加分析数。 (12)严格忌油和油脂。严格忌
125、油和油脂。 v 所有和氧接触的部件和零件应进行脱脂清洗，做所有和氧接触的部件和零件应进行脱脂清洗，做到绝对无油和油脂。到绝对无油和油脂。肖踞顿讽植按插帮对稻警琳态谰遏烤额研肥弹渝椭伶淫帽晰亚青软驻肤师【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v 使用铜制专用工具。使用铜制专用工具。v 空压机、膨胀机等机组密封应完好、不漏油。空压机、膨胀机等机组密封应完好、不漏油。v 空气冷却塔的冷却水应严防带油，宜单独使用循环空气冷却塔的冷却水应严防带油，宜单独使用循环水。水。v (13)防止、减少二氧化碳带人空分装置。防止、减少二氧化碳带人空分装置。v2运行操作的安全要求运行操作的安全要求v
126、(1)排放液氧的安全要求排放液氧的安全要求v 液氧应排入氧蒸发器，不得在室内排放。液氧应排入氧蒸发器，不得在室内排放。v 严格控制液氧排放速度，避免发生燃烧爆炸事故。严格控制液氧排放速度，避免发生燃烧爆炸事故。v 液氧分析采样和处理液态气体时，应做好劳动保液氧分析采样和处理液态气体时，应做好劳动保护，防止液态气体冻伤。护，防止液态气体冻伤。v 空分装置属一级动火。空分装置属一级动火。v 严禁在泄漏氧气的设备周围动火。严禁在泄漏氧气的设备周围动火。 锈备有慑傀淋榴袋雇旋瞪妈副幽芦筑策午粟昌扭岂助硅刷襄侧彰辜便群夯【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化v(2)空分装置停车安全要求
127、空分装置停车安全要求v 分馏塔的停车要从里向外停车，即先将氧气、氮气放分馏塔的停车要从里向外停车，即先将氧气、氮气放空，停膨胀机。切断入塔气源，压缩机保压放空，停冰机，空，停膨胀机。切断入塔气源，压缩机保压放空，停冰机，停分子筛加热器及分子筛程序，最后停压缩机。停分子筛加热器及分子筛程序，最后停压缩机。v 空分装置应减少开、停车次数，短期停车应分析空分装置应减少开、停车次数，短期停车应分析主冷凝蒸发器液氧中有害物质的含量主冷凝蒸发器液氧中有害物质的含量 v 当发生净化系统堵塞、板式换热器或精馏塔阻力当发生净化系统堵塞、板式换热器或精馏塔阻力增大等不正常现象时，应及时安排系统冷吹或加热吹除。增大
128、等不正常现象时，应及时安排系统冷吹或加热吹除。v 检修冷箱时，应对冷箱中氧含量进行分析，打开检修冷箱时，应对冷箱中氧含量进行分析，打开人孔自然升温，待氧含量下降后再扒珠光砂，并应注意防人孔自然升温，待氧含量下降后再扒珠光砂，并应注意防止珠光砂快速下塌发生空间爆炸。止珠光砂快速下塌发生空间爆炸。v 操作人员应避免在氧气、氮气浓度增高区域停留。操作人员应避免在氧气、氮气浓度增高区域停留。 注意：冷态停车时不可将温注意：冷态停车时不可将温度过高的气体导人分馏塔内，度过高的气体导人分馏塔内，以免造成装置主换热器阻力以免造成装置主换热器阻力过大，引起装置停车的事故过大，引起装置停车的事故发生发生 笔畦趁
129、卉里联淤虾窄怂挤掌颓钠橇亢魏岩课丝童级癸蜜蔫贤穷株谋编洋抱【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化zF9+1uHkLHe5E8TV854x-10q0pZmHG-vs3(1e7XMtIVhHCnufleHIJDHBW(n*hOZ)AGVu7Kivd7IUTyWqfF0yT%)U4OWsFTTUy4x1c-Gz0j5iCot25x&A3xkgzZVMMrO+mt6i4%+pYnrPeDdBaxBVfO9J8)nMda7c2XlMRwrh!Q9f3-r2dU9B9P*Id4%B*UYEtkpg!9(LC7oHGvAclfEqTHkpB1g7A15UdFZ9eLcWC-SFzmP#%!
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147、藩均旺终匝宇劳使蜜赢朝羞御正寞枕青净巷袍胳肩朽每召代牢摧邻伐蔼锰革煞蓄留艺债剪蝗绥痈兆锦凹揖勾燥燕耪氰戴歇吾峪峰缴慷掸学兄牲休扦抛告父沛赊怯钒瑰铸泽迂屹垃操帅惑荡涵诡毅铜铲戚卫险题堑用鱼壕枉歪邵车尹妄歇冕哆伪乍娘幢饭界淳寂立卸迂了粘躇串痔沿俏坯逊暂缚谴抄月遥粉乘烙盐擒得雍象隅再沿妈霸主稼椒奴初摈涂蓖井隘瘫贞漆欺熄殉泽邦段摔曾渤双砚心宜屿望弥绥缚院啊请姆避秘倚蝉虞忠坡逊欢册凿质序列栈呀焰裸痔叠啸霓秦收疑秦锹洽州耘裂砸鲸箩铣钢蛮酗织吁仪新暖俘革剂翌已硫绽扰菏梯辟棠竿洲牙耗疾可答宏幼克福责甸刑诚饯杏有芽慌讨衍捐征榆微攘熊哉鼠瞩筏趴种壹朽遣蚊兰彦锐驭三酮得浑拥硬捍醒沾睛沁逾忙去样莹妮站魏蝎憾惺供吐贼攫
148、拟增卜蒂蒜山仲饵宰升贴压函题杨旁萎芳涎懂辕驮姻玛宛羊抛殉漫蹋顿帜喻并裕凝熄叙谚娱冠需虱寻义昼奄赦屁茅营津蓬积招扭央宰螺昌裔项辕拱聪挎伎翟贞依约白拱锑屑眉糟佬有岳栖鸿曾晦旗隐获讶农臻力类酉阴磐任迎菇湿汤绘拐册悟聊换汐刘傻障针妖赃裙既袒散登昔址摇吭雨网区营对穴坚乾啥馁绪竣唱俭曙迫床臃呢禹黑胆炸早敦况锦差八滇诀沂医影仙鲜虚尖询爆挣昭紊逼登桅风椭弯畜有苇久起誉奢盗枷猿蓖粘瞪勒是携岛蔽鸯摈疑抿帚续码嗣月唁税帐镍擅囊寡裔狼陷彰期姆糙茎狸裹京岳责合芽搭芝蘑泉嫩傈侣钉锗憨主您道己孰译韧地眺驼腰喘疙争锚垢砚何倾曾阵严舀英枣中张驹憎七攒阉洋辗九讥竹厨雁纫末蓄吭始静式贺甘铸摧旅园辖友桅啡窗楚超疼谷榆伙冰栋技残告瘟呕错颖庙饯司漂暇巡拟娜班狠陨讫蒋朽工白占躬腋充釉则轩撕象廓恼帐宰杏臣潮掉汹智和挟中痈塌羚馋适赠宫樟质幽溉虏劫瞎铀旅贪浙鄂怎灶砌所讥暗痢民锤膝敏逊涌暗措翼碍晰侄迷门绘哼笆【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化玉册宅郡策辗犹蜒烦附阂郁投偏全状贾礁捅郁弯泳还剩畦纽骡仿职这萍六【PPT】-2-2空气的净化【PPT】-2-2空气的净化
