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空分设备工艺过程简论

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发表于 2011-4-20 19:32:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1 工作原理空气是多种物质混合在一起的混合物;空分设备是用空气作为原料,制取氧、氮等产品的系统组合式工业装置;是根据空气中各组分沸点不同,经加压、预冷、纯化、换热、液化,并利用透平膨胀机提供的冷量使之液化,而后在多级精馏塔中进行精馏,从而获得所需的氧、氮、氩产品。空分设备根据产品要求的不同,工艺流程的系统分为空气压缩系统,预冷系统,纯化系统,分馏塔系统,产品压缩系统,液体加压输送系统、仪控电控计算机程序控制等。是由很多机器、设备、阀门、仪表电器等有序结合成的系统性成套装置。2 流程特点:不同的流程是有区别的,以双高流程为例。2.1 预冷系统中,水先在水冷却塔内第一次冷却,再经冷水机组冷却至要求温度,节约了能耗,空冷塔、水冷塔采用填料塔,换热效率好,空气阻力小,设备可靠性高。2.2 纯化系统采用分子筛吸附法净化空气,工艺流程简单,吸附器自动切换,加热再生,启动容易,操作方便,运行安全,切换损失小,精馏工况稳定,产品提取率高。2.3 分馏塔系统的精馏塔采用规整填料塔,传热传质性能好,阻力小,空压机排压降低,使操作可靠,并大大降低能耗。2.4 采用增压膨胀机,单位制冷量大,膨胀量较小,改善并提高塔精馏工况。3 流程简述:不同的流程是有区别的,以双高流程为例原料空气经自洁式空气过滤器去除灰尘和机械杂质,在离心式空压机中被压缩后并升温,压缩空气经空气冷却塔洗涤冷却,然后进入自动切换使用的分子筛吸附器,以清除H2O、CO2、C2H2和CnHm,出分子筛的空气为12~14℃,且分成三路:一路进入分馏塔中,空气经过主换热器与返流气体换热,被冷却至液化温度(-173℃),并有少量气体液化,这些气液混合物一起进入下塔。另一路空气作为膨胀气体,经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热。这部分空气被冷却至-105℃左右,从主换热器中部抽出去膨胀机,膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器,在热虹吸蒸发器内,被从主冷引出的液氧冷却至-178℃,进入上塔中部,部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷。第三路少量空气去仪表空气系统,作为仪表气。在下塔,空气被初步分离成氮和富氧液空,在塔顶获得99.99%N2的气氮,进入主冷与液氧换热冷凝成液氮,部分液氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮,经过冷器过冷,节流后进入上塔顶部,作为上塔回流液。下塔底部36%O2的液空,经过冷器过冷,经节流后进入上塔中部参加精馏。以不同状态的三股流体进入上塔经再分离后,在上塔顶部得到产品流量纯度为99.99%N2的氮气,经过冷器、主换热器复热后出分馏塔。上塔底部的液氧在主冷被下塔的氮气加热而蒸发,其中纯度99.6%O2的产品氧气,经主换热器复热后出分馏塔,其余部分作为上升蒸气参加精馏;在上塔上部尚有污氮抽出,经过冷器、主换热器复热引出分馏塔。大部分去纯化系统,作为再生气加温再生分子筛,其余去水冷塔升温、增湿后放空。合格的氮气出分馏塔后,按用户需要并入用户氮气管网加压去用户使用,其余部分去预冷系统的水冷却塔,升温、增湿后放空。合格的氧气出分馏塔后,按用户需要并入用户氧气管网加压去用户使用。
发表于 2011-4-20 23:26:32 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

现在的空分行业,产品的纯度氮气可达到6个9了。空分行业对设备的操作比较严格,起塔到出合格的产品,用时会有很大的差别,可以体现手法的高低。在一个重要的环节就是设备的质量好坏。如果好的设备连续运行,空分的成本会直线下降的。预冷环节很重要,可以体现纯化用分子筛时间的长短。 注意防止分子筛粉尘堵塞仪表,产生假值。这是空分行业常见的故障。只要解决安装的问题可以避免。
发表于 2011-4-21 03:21:02 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

谢谢楼主的资料这让我这个初学者学到了很多的东西
发表于 2011-4-21 07:15:32 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

要是再配上流程图就更好啦!图文并茂啊!
发表于 2011-4-21 11:10:03 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

标准大气压下,液氮沸点为-195.8℃,液氧沸点为- 183℃。空气分离就是先将空气降到低温,并净化除去杂质和不需要的有害气体,空气的降温和净化除杂,都是在为精馏准备符合要求的空气原料,然后这些空气经过精馏,分离出氮气和氧气。空气的精馏是利用空气的各种组份在同一温度下各组份的蒸汽压(饱和温度)不同,将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝,从而达到分离各组份的目的。被冷却至饱和温度的空气进入下塔,进行第一次分馏。在精馏塔下塔中,上升气体(原料空气)与回流液体(液N2)充分接触,传热传质后,上升气体中的O2液化进入回流液体,回流液体的液氮汽化进入上升气体中,上升气体中N2的浓度逐渐增加。N2进入下塔顶部的主冷凝蒸发器中,氮气被冷凝成液氮,液氧被气化(上塔底部的液氧)。空气在下塔初步精馏后,在下塔顶部获得纯液氮(一部分液氮作为下塔回流液体,一部分被抽入上塔),在下塔底部获得富氧液空。富氧液空被送向上塔进行第二次精馏,以获得纯氧气和纯氮气。上塔又分为两段:以液空进料口为界,上部为精馏段,主要是精馏上升气体,回收氧组分(上升气体中的O2液化、进入回流液体),提纯上升空气中的N2纯度;下段为提馏段,主要是将回流液体中的氮组分蒸发成N2,进入上升气体中,提高回流液体中液氧纯度。在上塔顶部获得纯氮气(产品),在下塔底部的液氧,进入冷凝蒸发器,液氧被气化,变成O2(产品)。在主冷凝蒸发器中有1%的液氧安全排放(防止乙炔、碳氢化合物聚集,安全防爆问题)。
发表于 2011-4-21 15:04:33 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

谢楼主,学习了谢楼主,学习了
发表于 2011-4-21 18:59:03 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

感谢楼主!学习下。。。
发表于 2011-4-21 22:53:33 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

万分感谢!楼主学习中............
发表于 2011-4-22 02:48:03 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

确实很实用,简单明了!
发表于 2011-4-22 06:42:33 | 显示全部楼层

RE:空分设备工艺过程简论

仔细琢磨,还是很清楚的
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