空分技能原理及工艺流程简述

        这篇文章首要介绍常用空气别离的基本原理和技能，技能流程归纳，以及氮气和氧气的物理性质和化学性质。
& N; |. C0 y2 X$ E        一、空分技能技能概述
7 }- \, B  {  ~# P5 j      1、空分设备首要是由空气过滤和紧缩体系、氮气紧缩体系、空气预冷体系、空气纯化体系、空气增压胀大、带粗氩塔的分馏体系及液体储存体系等有些构成。
; P( h/ v, F/ C8 \3 Y3 _) @      2、空压站供应开工时设备的外表空气、工厂空气。
' E6 a3 l* }' w  E9 A- U& R1 {      3、正常状态下外表空气、工厂空气由空分设备供应。
- m$ T# q5 V4 x4 f8 O      4、空分设备规划规划：
      5、--商品氧气        8.5MPa            42000 Nm3/h
      6、--商品氧气        0.45MPa            200 Nm3/h
6 L) @: L- w* I4 z, E7 e      7、--中压氮气        0.45MPa               11000 Nm3/h
3 q5 {2 n& y7 ]9 j% c. M+ Q       8、--高压氮气        6.0MPa                 33000 Nm3/h
      9、--液氮              0.5MPa(饱满)         350 Nm3/h
2 V! `( q& l# D: o0 G      10、--外表空气        0.7MPa              3000 Nm3/h
      11、--工厂空气        0.7MPa                 3500Nm3/h
* I1 d- C2 G6 ]5 p      12、--事端氮气        0.7MPa                 300 Nm3/h
      13、设备的操作负荷70%-110%。
! [7 p" ^6 M# I9 z$ A$ q* R       二、空分技能流程的效果
7 T9 W+ Y. d: h. ~       1、空分设备为煤气化设备供应高压氧气、低压氮气；为合成氨设备供应低压氮气、液氮，为全厂供应合格的外表空气和工厂空气。一起把氮气加压为气化设备供应事端氮气，并为合成氨设备配氮供应气源。
" Q1 u! N3 \. t$ C) K2 d6 f       2、开车工况下，空压站向空分和锅炉供应合格的外表空气。
       三、空分设备特色
       选用内紧缩空气胀大流程。
       空分设备选用液氧内紧缩、空气胀大流程，即选用增压空压机+液氧泵+空气增压透平胀大机并通过换热器体系的合理安排来替代外压流程氧压机。对于用氧压力高，设备规划大的特色，挑选这一流程是最安全可靠的，一起也是经济合理的，其首要因素有：安全性好、可靠性高、操作维护便利、出资成本低、装备更合理、占地面积小。
      四、空气的物理性质
      1．温度
      温度是描绘空气冷热程度的物理量。
- Y. |/ I) d) Q9 M1 E0 U      2．压力
8 _% m4 e4 n! w% ^      空气的压力即是本地的大气压，用符号p表明。
      3．湿度
      空气湿度是指空气中含水蒸气量的多少。
      4．比焓
      空气的焓值是指空气中含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓，工程上简称焓。
/ F: u1 Y/ b7 `& j      5．密度和比容
      空气的密度是指每立方米空气中干空气的质量与水蒸气的质量之和，用ρ表明，单位为kg/m3。
' I, t; G" o. D0 ?1 v% n& D      空气的比容是指单位质量的空气所占有的容积，用符号ν表明，单位为m3/kg。
* R; p- r, k# E$ v& t氮气
, n1 I  I, o  x2 T/ T2 g5 A      物理性质
* O! x. E( @$ ?% u; T/ a3 [! `      氮气占空气总量的78.12%，二氧化碳，水汽和一些稀有气体占空气总量的0.93％，氧气20.95%
) b( a6 k( h% L- [      单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在规范情况下的气体密度是1.25g•dm-3，氮气在规范大气压下，冷却至-195.8℃时，成为没有色彩的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮成为雪状的固体。
      化学性质
      因为N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需求吸收941.69kJ/mol的能量。
, ^7 z. {" M, }      氮气的用处
      氮首要用于合成氨，仍是合成纤维（锦纶、腈纶），合成树脂，合成橡胶等的首要质料。因为氮的化学慵懒，常用作维护气体。在汽车上也有运用。
7 X& `5 Q$ l+ Q      五、氧气的物理性质
      1.色、味、态：
' e3 C$ b% h! f5 Z" `+ O0 H" V      通常情况下没有色彩、没有气味的气体
      2.密度：比空气密度略大
      3.溶解性：不易溶于水
& J0 E2 G1 M  ^2 m7 q6 V      4.三态转化：101kPa下气体无色-183℃液体 淡蓝色-218℃固体 淡蓝色
      氧气的化学性质
      氧气是一种化学性质对比生动的气体，它在氧化反响中供应氧，具有氧化性，是一种常用的氧化剂。
  d' K- |2 E9 N; v4 i      它可与许多物质发作氧化反响，例：
      碳 + 氧气 点 燃 二氧化碳     硫 + 氧气 点 燃 二氧化硫
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      六、氧气的用处
/ I. v+ l( v# G' [' q5 ?$ ~      1.供应呼吸：医疗、爬山、潜水、航空等
      2.支撑焚烧：炼钢、气割、气焊、宇航、液氧炸药、化工行业等。
, h' d6 z$ P5 H3 T7 n# P) o( M      七、氧气的工业制法
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9 l1 }! I5 B/ d: ]- U                               
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       八、空气别离原理
' a! [: x/ Z6 \1 a7 c      1、空气别离的办法可分为低温文非低温两种，其中非低温空气别离办法包含吸附、膜别离、化学分 离法。
7 F$ l' k. `0 s6 v       2、空气低温别离运用多塔低温精馏技能从紧缩空气中制取高纯度的氧、氮、氩商品。紧缩空气通过分子筛吸附器，除掉所含的杂质，包含水、CO2、碳氢化合物等。再经换热器被冷却至低温，在精馏塔中可别离为氧、氮、氩等商品。设备所需冷量由紧缩空气或紧缩氮气胀大做功制取。
       3、依据气态商品的加压办法可将空气低温别离流程分为外紧缩和内紧缩两种类型。
       4、空气别离最常用的办法是深度冷冻法。
# P% i& e9 l0 U* D1 M6 k: H( @       在深度冷冻法的各种循环中，典型的流程是先使空气在过滤器中滤去尘土等杂质进入紧缩机，再经分子筛净化器除掉空气中在低温下易凝结气体，如水蒸气和二氧化碳等，已净化的空气在榜首换热器中由商品氮气和氧气降温。出榜首换热器后，空气分红两路：一路经第二换热器持续冷却后，再经节省阀降压；另一路经胀大机降压。两路胀大后的空气温度均降至103K摆布，进入双级精馏塔的下塔底部。
6 d6 R/ J0 v. t  q" N6 ?      制冷原理
      制冷分类：
      依照制冷所得到的低温规模，制冷技能划分为以下4个范畴：
8 C0 Q0 h# O; |3 b      一般制冷        120K以上
      深度制冷        120K～20K
4 p" a" g! m2 n9 H9 E6 U. b6 R      低温制冷        20K～0.3K 低温制冷
      超低温制冷      0.3K以下
      制冷办法：
" @/ w8 J- y- h; B      制冷的办法许多，多见的首要是以下四种：
      液体汽化制冷、气体胀大制冷、涡流管制冷及其热电制冷。
& @* `# }; q& \; l+ j      在空气别离设备是节省和胀大制冷联系运用。
      制冷
& k1 g7 A" n& w8 Y$ n      节省效应是因为压力降低，体积胀大，分子间相互效果的位能添加，形成分子运动的动能减小，导致气体温度降低，使它具有必定的吸收热量的才能。
. \$ |. x7 m# d      气体的等熵胀大是高压气体等熵胀大时向外输出机械功，这么耗费了很多气体内能（焓值减小）。别的，还因为胀大时，气体体积增大，分子间隔也要增大，可是分子间有吸引力，为了战胜分子间的吸引力而又要耗费气体分子的一些动能（动能减小）。这么气体分子的内能和动能在等熵胀大时很多耗费，然后降低了气体温度。所以等熵胀大后气体温度老是降低的。

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