制氧原理講解.doc

【導(dǎo)讀】：空氣中含氮氣78%，氧氣21%。由于空氣是取之不盡的免費(fèi)原料，因此工業(yè)制氧/制氮通常是將空氣中的氧氣和氮氣分離出來。制氧氧氣用來煉鋼；氮氣用來攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是重要的冶金原料。本專題將詳細(xì)介紹制氧/制氮的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理等信息。由于時間的倉促和編輯水平有限，專題中難免出現(xiàn)遺漏或錯誤的地方，歡迎大家補(bǔ)充指正?！局蒲?制氮目的】：制氧氧氣用來煉鋼；氮氣用來攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是重要的冶金原料?！局频砗喗椤浚阂钥諝鉃樵?，利用物理的方法,將其中的氧和氮分離而獲得。工業(yè)中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。深冷空分制氮深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183，后者的為-196)，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢(1224h），安裝要求高、周期較長。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素，3500Nm3h以下的設(shè)備，相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低2050。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。分子篩空分制氮以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(1530分鐘)、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點，故在1000Nm3h以下制氮設(shè)備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎，PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。膜空分制氮以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(3分鐘)、增容方便等優(yōu)點，它特別適宜于氮氣純度98的中、小型氮氣用戶，有最佳功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價格要高出15%以上?！局蒲踉砗喗椤浚汗I(yè)制氧是指制造大量氧氣，注重成本，講究大量制取，對純度要求一般不會太高。工業(yè)制氧工業(yè)制氧是指制造大量氧氣，注重成本，講究大量制取，對純度要求一般不會太高。大致可分為以下幾種方法（一）物理制氧1、空氣冷凍分離法 空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同（氧氣沸點為-183，氮氣沸點為-196），從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧(可以達(dá)到996的純度)和純氮(可以達(dá)到999的純度)。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)量高，每小時可以產(chǎn)出數(shù)干、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氧機(jī)以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。 2、分子篩制氧法（吸附法）利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復(fù)上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。最近，利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。 3、電解制氧法 把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧，同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電1215千瓦小時，與上述兩種方法的耗電量（055060千瓦小時）相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。另外同時產(chǎn)生的氫氣如果沒有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。 （二）化學(xué)制氧 工業(yè)和醫(yī)用氧氣均購自制氧廠。工廠制氧的原料是空氣，故價格非常便宜。但是，氧氣的貯存（高壓氧氣用鋼瓶、液氧要用特殊貯罐）、運(yùn)輸、使用不太方便。因此遠(yuǎn)離氧氣廠的偏遠(yuǎn)山區(qū)運(yùn)輸困難，另外有些特殊環(huán)境如病人家中、高空飛行、水下航行的潛艇、潛水作業(yè)、礦井搶救等攜帶巨大笨重的鋼瓶極為不便，小型鋼瓶貯氧量小，使用時間短，因此就出現(xiàn)化學(xué)制氧法，在化合物中以無機(jī)過氧化物含氧量最多且易釋放，目前化學(xué)制氧多采用過氧化物來制氧。 對無機(jī)過氧化合物的科學(xué)研究開始于18世紀(jì)。1798年德國自然科學(xué)家洪堡(Alexandervon Humboldt)采用在高溫中把氧化鋇氧化的方法，制取了過氧化鋇。1810年法國化學(xué)家蓋一呂薩克(JosephLouis GayLussac)和泰納爾(LouisJacques Thenard)合作制取了過氧化鈉和過氧化鉀。1818年泰納爾又用酸處理過氧化鋇，再經(jīng)蒸餾發(fā)現(xiàn)了過氧化氫。200年來，化學(xué)家們不斷地研究，發(fā)現(xiàn)大量無機(jī)過氧化合物。這些過氧化物，在遇熱或遇水或遇其他化學(xué)試劑的時候，很容易析出氧氣。常用的過氧化物有以下幾種： 1、液體過氧化物（液體產(chǎn)氧劑）雙氧水 雙氧水的化學(xué)名稱是過氧化氫(H2O2)，為無色透明液體，有微弱的特殊臭氧味，是很不穩(wěn)定的物質(zhì)，在遇熱、遇堿、混入雜質(zhì)等許多情況下都會加速分解。溫度每升高5，它的分解速度就要增加15倍。即便是稀釋后濃度為35的雙氧水，在pH值增加(例如貯存在含堿玻璃瓶里)超過6個小時就要發(fā)生急劇分解。雙氧水中混入少量雜質(zhì)（如鐵、銅、黃銅、青銅、鉛、銀、鉻、錳等金屬粉末或它們的鹽類），即便在室溫下，同樣要引起急劇的分解，產(chǎn)生氧氣。 雙氧水是過氧化物中最基本的物質(zhì)，也是各國科學(xué)家最早認(rèn)識的化學(xué)產(chǎn)氧劑。雙氧水具有產(chǎn)氧量較大(30的稀釋液中，有效氧含量為141)和成本較低的好處。但是，雙氧水是強(qiáng)腐蝕劑，稍稍不慎便會造成人身傷害，而且在許多情況下還可引起爆炸或燃燒，無論在使用或貯存、運(yùn)輸中都屬于危險品。比如：在常壓下，雙氧水的蒸汽濃度達(dá)到40%以上時，溫度過高即有爆炸危險。雙氧水與有機(jī)物混合，能生成敏感和強(qiáng)烈的高效炸藥。雙氧水與醇類、甘油等有機(jī)物混合，就形成極危險的爆炸性混合物。雙氧水是強(qiáng)烈氧化劑，對有機(jī)物、特別對紡織物和紙張有腐蝕性，與大多數(shù)可燃物接觸都能自行燃燒?！局蒲?制氮工藝流程】工藝流程 供氮方式的選擇高純氮源從氮氣質(zhì)量上來講，均可滿足用氣要求，但在氮氣成本上差異較大，用氣量愈大，差異愈顯著。企業(yè)選擇何種供氮方式，應(yīng)在充分了解各供氣方式特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)本企業(yè)的產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)規(guī)模、用氣設(shè)備類型、數(shù)量、資金狀況、發(fā)展規(guī)劃等綜合考慮供氮方式和供氮規(guī)模。供氮方式的選擇高純氮源從氮氣質(zhì)量上來講，均可滿足用氣要求，但在氮氣成本上差異較大，用氣量愈大，差異愈顯著。企業(yè)選擇何種供氮方式，應(yīng)在充分了解各供氣方式特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)本企業(yè)的產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)規(guī)模、用氣設(shè)備類型、數(shù)量、資金狀況、發(fā)展規(guī)劃等綜合考慮供氮方式和供氮規(guī)模。1 NdFeB生產(chǎn)線 NdFeB生產(chǎn)線主要用氮設(shè)備為“氣流磨”，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模來決定“氣流磨”的類型和數(shù)量，氮氣用量就依此而定了下來，目前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)除極少數(shù)生產(chǎn)規(guī)模很小，而采用瓶裝氮外，其他各企業(yè)有的采用液氮，有的采用PSA現(xiàn)場制氮。2 MnZn鐵氧體生產(chǎn)線 21 真空氣氛爐 以真空氣氛爐為燒結(jié)設(shè)備的，因真空氣氛爐是間歇式作業(yè)，一般以24h為一生產(chǎn)周期，單臺用氣量不大，且非連續(xù)均衡用氣而是相對集中，短時內(nèi)用氣量較多，這類企業(yè)往往生產(chǎn)規(guī)模都不大，幾乎全都采用瓶裝氮氣，使用靈活、方便。雖然氮氣單價在各種供氮方式中是最高的，但因總用氣量有限，故經(jīng)濟(jì)上尚能承受。 22 氮窯 以氮窯為燒結(jié)設(shè)備的，因氮窯是連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，用氣量較多，而且從趨勢來看，各企業(yè)新置氮窯正向長窯和長雙板窯方向發(fā)展，單臺用氣量一般在3050Nm3h。氮窯的燒結(jié)的工藝特點決定了供氣的連續(xù)性，氮氣的高純性，氮量的匹配性和氮氣純度、流量、壓力的穩(wěn)定性和用氮氣要低成本，這是氮窯供氣的基本要求，顯然使用瓶裝氮氣已不適宜。目前國內(nèi)企業(yè)采用的供氮方式主要有兩種，即液氮和現(xiàn)場制氮。 （1）液氮。使用液氮者，在企業(yè)建立之時，一般生產(chǎn)規(guī)模都不大，通常只有一兩條窯，雖然知道現(xiàn)場制氮的成本最低，但由于資金或是考慮到以后的發(fā)展等原因，大都決定是先采用液氮，以后視企業(yè)情況而定。一旦企業(yè)擴(kuò)能或資金情況允許，從降低生產(chǎn)成本著眼，大都會改用現(xiàn)場制氮方式，但企業(yè)若資金允許而近兩年內(nèi)又無擴(kuò)能計劃，筆者認(rèn)為單臺窯用氣量超過30Nm3h，還是自購PSA制氮設(shè)備制氮為佳。因與使用液氮相比，30Nm3h制氮機(jī)組年氮費(fèi)可節(jié)省約24萬元，設(shè)備總投入在40萬元左右，一年半左右可收回設(shè)備投資，PSA制氮機(jī)壽命可達(dá)10年，10年內(nèi)可省氮費(fèi)200萬元。 （2）現(xiàn)場制氮。自購設(shè)備現(xiàn)場制取高純氮，雖然一次性投資較大，但運(yùn)行成本較低（07元m3以內(nèi)）。它與采用液氮相比，相同的用氣量，每年節(jié)約的費(fèi)用可在一年半以內(nèi)收回設(shè)備全部投資?，F(xiàn)場制氮的三種技術(shù)深冷空分制氮、PSA制氮和膜分離制氮各有特點，且在不同產(chǎn)氮量及氮氣純度范圍各有優(yōu)勢，已有文章2專門對三者進(jìn)行了投資價值分析，結(jié)論是氮氣純度為9999以上，產(chǎn)氮量在500Nm3h以內(nèi)，PSA制氮（加純化）可以與深冷空分競爭。 目前國內(nèi)磁性材料（MnZn鐵氧體）生產(chǎn)企業(yè)采用現(xiàn)場制氮又有兩種方式即深冷空分制氮和PSA制氮（加純化）。 深冷空分制氮。這類企業(yè)建立于90年代前，建立時就有相當(dāng)規(guī)模，從經(jīng)濟(jì)角度來看不宜采用液氮，而當(dāng)時深冷空分制氮又是國內(nèi)唯一的工業(yè)化制氮技術(shù)，加之資金條件能允許，故采用了深冷空分制氮。限于當(dāng)時的生產(chǎn)規(guī)模，制氮設(shè)備的產(chǎn)氮量均在200Nm3h以下。設(shè)備能耗高，故障率高，要定期大修。進(jìn)入90年代中期，由于新的制氮技術(shù)PSA制氮在國內(nèi)迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用，它顯示了許多獨特的優(yōu)點，故愈來愈受到中小型氮氣用戶的歡迎。 PSA制氮。PSA制氮和氮氣純化相組合制取高純氮采用的是下面的工藝流程和設(shè)備配置： 液氮貯罐是任何磁性材料企業(yè)現(xiàn)場制氮都必須配備的，它的作用是在設(shè)備正常維護(hù)（如空壓機(jī)換油和空氣凈化設(shè)備的濾芯清洗或更換）時的短時停機(jī)或設(shè)備偶發(fā)故障的停機(jī)維修時保證供氣的連續(xù)性的備用措施。此工藝制取的高純氮氣質(zhì)量完全可與液氮相比。配備了液氮貯罐，用戶已無供氣的后顧之憂，實踐也充分證明了這點。江陰市長江氣體分離設(shè)備有限公司自1997年以來已有四套PSA高純制氮機(jī)組一直在浙江、江西、山東等四家MnZn鐵氧體生產(chǎn)企業(yè)使用，設(shè)備運(yùn)行良好，技術(shù)成熟，質(zhì)量穩(wěn)定，完全可滿足高檔磁芯的生產(chǎn)要求；這四家企業(yè)中原有三家是使用液氮，一家是使用深冷空分，因故障頻發(fā)，難以修復(fù)，而改用了長江制氮設(shè)備都取得了顯著的效益。 企業(yè)一旦決定采用現(xiàn)場制氮，應(yīng)明確技術(shù)要求，對供應(yīng)商進(jìn)行考察和全面評估，擇優(yōu)而廉者選之。工業(yè)用氮的技術(shù)指標(biāo)工業(yè)制氧是指制造大量氧氣，注重成本，講究大量制取，對純度要求一般不會太高。大致可分為以下幾種方法（一）物理制氧1、空氣冷凍分離法 空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同（氧氣沸點為-183，氮氣沸點為-196），從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧(可以達(dá)到996的純度)和純氮(可以達(dá)到999的純度)。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)量高，每小時可以產(chǎn)出數(shù)干、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氧機(jī)以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。 2、分子篩制氧法（吸附法）利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復(fù)上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。最近，利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。 3、電解制氧法 把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧，同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電1215千瓦小時，與上述兩種方法的耗電量（055060千瓦小時）相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。另外同時產(chǎn)生的氫氣如果沒有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。 （二）化學(xué)制氧 工業(yè)和醫(yī)用氧氣均購自制氧廠。工廠制氧的原料是空氣，故價格非常便宜。但是，氧氣的貯存（高壓氧氣用鋼瓶、液氧要用特殊貯罐）、運(yùn)輸、使用不太方便。因此遠(yuǎn)離氧氣廠的偏遠(yuǎn)山區(qū)運(yùn)輸困難，另外有些特殊環(huán)境如病人家中、高空飛行、水下航行的潛艇、潛水作業(yè)、礦井搶救等攜帶巨大笨重的鋼瓶極為不便，小型鋼瓶貯氧量小，使用時間短，因此就出現(xiàn)化學(xué)制氧法，在化合物中以無機(jī)過氧化物含氧量最多且易釋放，目前化學(xué)制氧多采用過氧化物來制氧。 對無機(jī)過氧化合物的科學(xué)研究開始于18世紀(jì)。1798年德國自然科學(xué)家洪堡(Alexandervon Humboldt)采用在高溫中把氧化鋇氧化的方法，制取了過氧化鋇。1810年法國化學(xué)家蓋一呂薩克(JosephLouis GayLussac)和泰納爾(LouisJacques Thenard)合作制取了過氧化鈉和過氧化鉀。1818年泰納爾又用酸處理過氧化鋇，再經(jīng)蒸餾發(fā)現(xiàn)了過氧化氫。200年來，化學(xué)家們不斷地研究，發(fā)現(xiàn)大量無機(jī)過氧化合物。這些過氧化物，在遇熱或遇水或遇其他化學(xué)試劑的時候，很容易析出氧氣。常用的過氧化物有以下幾種： 1、液體過氧化物（液體產(chǎn)氧劑）雙氧水 雙氧水的化學(xué)名稱是過氧化氫(H2O2)，為無色透明液體，有微弱的特殊臭氧味，是很不穩(wěn)定的物質(zhì)，在遇熱、遇堿、混入雜質(zhì)等許多情況下都會加速分解。溫度每升高5，它的分解速度就要增加15倍。即便是稀釋后濃度為35的雙氧水，在pH值增加(例如貯存在含堿玻璃瓶里)超過6個小時就要發(fā)生急劇分解。雙氧水中混入少量雜質(zhì)（如鐵、銅、黃銅、青銅、鉛、銀、鉻、錳等金屬粉末或它們的鹽類），即便在室溫下，同樣要引起急劇的分解，產(chǎn)生氧氣。 雙氧水是過氧化物中最基本的物質(zhì)，也是各國科學(xué)家最早認(rèn)識的化學(xué)產(chǎn)氧劑。雙氧水具有產(chǎn)氧量較大(30的稀釋液中，有效氧含量為141)和成本較低的好處。但是，雙氧水是強(qiáng)腐蝕劑，稍稍不慎便會造成人身傷害，而且在許多情況下還可引起爆炸或燃燒，無論在使用或貯存、運(yùn)輸中都屬于危險品。比如：在常壓下，雙氧水的蒸汽濃度達(dá)到40%以上時，溫度過高即有爆炸危險。雙氧水與有機(jī)物混合，能生成敏感和強(qiáng)烈的高效炸藥。雙氧水與醇類、甘油等有機(jī)物混合，就形成極危險的爆炸性混合物。雙氧水是強(qiáng)烈氧化劑，對有機(jī)物、特別對紡織物和紙張有腐蝕性，與大多數(shù)可燃物接觸都能自行燃燒。工藝流程 壓縮空氣的用途以及原理經(jīng)空氣壓縮機(jī)做機(jī)械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負(fù)荷，能在許多不利環(huán)境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應(yīng)用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機(jī)械、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫(yī)藥、生化、國防、科研等行業(yè)和部門。一、壓縮空氣的定義特點； 1.經(jīng)空氣壓縮機(jī)做機(jī)械功使本身體積縮小、壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源。與其它能源比，它具有下列明顯的特點：清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負(fù)荷，能在許多不利環(huán)境下工作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。 2.縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應(yīng)用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機(jī)械、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫(yī)藥、生化、國防、科研等行業(yè)和部門。 二、壓縮空氣的作用 1、而在粉末狀香料的生產(chǎn)中，壓縮空氣有著特別重要的意義，它又必須是干燥、清潔且?guī)捉鼰o菌的。這是對壓縮空氣處理的一個特別的挑戰(zhàn)。 2、氣動壓縮機(jī)，切紙機(jī)，挖掘機(jī)等等一系列動力機(jī)械 3、空調(diào)制冷和加熱離不開它 4、各種輪胎獲得了彈性 5、注射器應(yīng)用 6、壓縮空氣作為能量載體 7、空氣懸架工作原理就是用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送到彈簧和減振器的空氣 室中，以此來改變車輛的高度。 8、壓縮空氣自動排水器 9、多功能組合式壓縮空氣凈化器 10、利用壓縮空氣使鋁液發(fā)泡是當(dāng)前最先進(jìn)最廉價的大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)泡沫鋁材的制造技術(shù)。 11、壓縮空氣凈化冷干機(jī)、吸干機(jī)、精密過濾器、精密濾芯，氣液分離器等一系列儀器設(shè)備 12、下水道簡易通堵設(shè)備 13 壓縮空氣一般是作為一種動力源，應(yīng)用很廣。 驅(qū)動氣缸，產(chǎn)生直線運(yùn)動；驅(qū)動氣動馬達(dá)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；驅(qū)動射流元件，進(jìn)行運(yùn)算和控制。 利用其攜帶某些物質(zhì)，完成工作。例如噴砂清理；噴藥；噴水清洗；噴漆。 利用其可壓縮特性，起緩沖，彈簧作用。氣體彈簧；緩沖墊等。 14軍事上的應(yīng)用 有一種魚雷是由壓縮空氣為動力驅(qū)動的。除此還有氣槍。還有美國早期的無人偵察機(jī)，其運(yùn)算控制系統(tǒng)是由射流元件組成的，原因可能是當(dāng)時計算機(jī)還不行或抗電磁干擾。 海上作用：打撈沉船用的浮囊、浮箱，淺潛用氣瓶。螺桿空壓機(jī)的工作原理一、螺桿式空氣壓縮機(jī)的概述 螺桿式空氣壓縮機(jī)是噴油單級雙螺桿壓縮機(jī)，采用高效帶輪(或軸器)傳動，帶動主機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行空氣壓縮，通過噴油對主機(jī)壓縮腔進(jìn)行冷卻和潤滑，壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。 雙螺桿空氣壓縮機(jī)具有優(yōu)良的可靠性能，機(jī)組重量輕、震動小、噪聲低、操作方便、易損件少、運(yùn)行效率高是其最大的優(yōu)點。 二、壓縮機(jī)主機(jī)工作原理 螺桿式空氣壓縮機(jī)的核心部件是壓縮機(jī)主機(jī)，是容積式壓縮機(jī)中的一種，空氣的壓縮是靠裝置于機(jī)殼內(nèi)互相平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子的齒槽之容積變化而達(dá)到。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線，由吸入側(cè)推向排出側(cè),完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。因此，雙螺桿轉(zhuǎn)子的型線技術(shù)決定著螺桿式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品定位的檔次。（有關(guān)申行健的型線技術(shù)參見主頁“雙螺桿空壓機(jī)核心技術(shù)”欄目）。 三、雙螺桿空壓機(jī)的工作流程 空氣通過進(jìn)氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質(zhì)濾除后，由進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經(jīng)壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐，此時壓縮排出的含油氣體通過碰撞、攔截、重力作用，絕大部份的油介質(zhì)被分離下來，然后進(jìn)入油氣精分離器進(jìn)行二次分離，得到含油量很少的壓縮空氣，當(dāng)空氣被壓縮到規(guī)定的壓力值時，最小壓力閥開啟，排出壓縮空氣到冷卻器進(jìn)行冷卻，最后送入使用系統(tǒng)。工藝流程 工業(yè)冷水機(jī)組的冷卻原理工業(yè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)作是通過三個相互聯(lián)系的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。工業(yè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)作是通過三個相互聯(lián)系的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)：蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發(fā)，最終制冷劑與水之間形成一定的溫度差，液態(tài)制冷劑亦完全蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，后被壓縮機(jī)吸入并壓縮（壓力和溫度增加）,氣態(tài)制冷劑通過冷凝器（風(fēng)冷/水冷）吸收熱量，凝結(jié)成液體。通過膨脹閥（或毛細(xì)管）節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，完成制冷劑循環(huán)過程。水循環(huán)系統(tǒng)：水泵負(fù)責(zé)將水從水箱抽出泵到用戶需冷卻的設(shè)備，冷凍水將熱量帶走后溫度升高，再回到冷凍水箱中。電器自控系統(tǒng)：包括電源部分和自動控制部分。電源部分是通過接觸器，對壓縮機(jī)、風(fēng)扇、水泵等供應(yīng)電源。自動控制部分包括溫控器、壓力保護(hù)、延時器、繼電器、過載保護(hù)等相互組合達(dá)到根椐水溫自動啟停，保護(hù)等功能?！局蒲?制氮主要工藝設(shè)備介紹】制氧/制氨設(shè)備空氣過濾器空氣過濾器是指空氣過濾裝置，一般用于潔凈車間，潔凈廠房，實驗室及潔凈手術(shù)室?？諝膺^濾器根據(jù)其工作原理可以分為初效過濾器，中效過濾器，高效過濾器及亞高效等型號?？諝膺^濾器是指空氣過濾裝置，一般用于潔凈車間，潔凈廠房，實驗室及潔凈手術(shù)室。空氣過濾器根據(jù)其工作原理可以分為初效過濾器，中效過濾器，高效過濾器及亞高效等型號。高效空氣過濾器：適用于常溫、常濕，允許含有微量酸、堿有機(jī)溶劑的空氣過濾，該產(chǎn)品效率高，阻力低，容塵量大，廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、制藥、生物工程等領(lǐng)域。可根據(jù)用戶需求制作0.30.1m捕集效率99.999%的超高效過濾器；各種非標(biāo)過濾器和亞高效過濾器（95%效率99.90%）。V型密褶式過濾器用于一般通風(fēng)系統(tǒng)，具有過濾面積大，阻力低，使用壽命長等特點。它可做為高效過濾器的預(yù)過濾器使用，從而有效延長高效過濾器的使用壽命。DC、DZ型粗中效袋式過濾器采用初、中效無紡布做濾料，冷板噴塑做框架，作為一、二級過濾，該產(chǎn)品具有容塵量大，阻力小及可清洗等優(yōu)點，根據(jù)使用環(huán)境和選材不同，其過濾器效率等級分為F5、F6、F7、F8。制氧/制氨設(shè)備空分設(shè)備空分設(shè)備就是以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設(shè)備。 目前我國生產(chǎn)的空分設(shè)備的形式、種類繁多。有生產(chǎn)氣態(tài)氧、氮的裝置，也有生產(chǎn)液態(tài)氧、氮的裝置。但就基本流程而言，主要有四種，即高壓、中壓、高低壓和全低壓流程。制氧/制氮設(shè)備空分設(shè)備空分設(shè)備就是以空氣為原料，通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設(shè)備。 目前我國生產(chǎn)的空分設(shè)備的形式、種類繁多。有生產(chǎn)氣態(tài)氧、氮的裝置，也有生產(chǎn)液態(tài)氧、氮的裝置。但就基本流程而言，主要有四種，即高壓、中壓、高低壓和全低壓流程。我國空分設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)從早期只能生產(chǎn)20m3/h（氧）的制氧機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在具有生產(chǎn)20000 m3/h、30000 m3/h和50000 m3/h（氧）的特大型空分設(shè)備的能力。 1.2空分設(shè)備的基本系統(tǒng)： 空分設(shè)備從工藝流程來說可以分為5個基本系統(tǒng)： 1) 雜質(zhì)的凈化系統(tǒng)：主要是通過空氣過濾器和分子篩吸收器等裝置，凈化空氣中混有的機(jī)械雜質(zhì)、水分、二氧化碳、乙炔等。 2) 空氣冷卻和液化系統(tǒng)：主要由空氣壓縮機(jī)、熱交換器、膨脹機(jī)和空氣節(jié)流閥等組成，起到使空氣深度冷凍的作用。 3)空氣精餾系統(tǒng)：主要部件為精餾塔（上塔、下塔）、冷凝蒸發(fā)器、過冷器、液空和液氮節(jié)流閥。起到將空氣中各種組分分離的作用 4)加溫吹除系統(tǒng)：用加溫吹除的方法使凈化系統(tǒng)再生。 5)儀表控制系統(tǒng)：通過各種儀表對整個工藝進(jìn)行控制。制氧/制氨設(shè)備冷水機(jī)組由于空氣壓縮會產(chǎn)生熱量，在對壓縮空氣進(jìn)行進(jìn)一步處理的前，需要通過冷水機(jī)組對壓縮空氣降溫。冷水機(jī)組種類：溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組、水冷式冷水機(jī)組、風(fēng)冷式冷水機(jī)組。由于空氣壓縮會產(chǎn)生熱量，在對壓縮空氣進(jìn)行進(jìn)一步處理的前，需要通過冷水機(jī)組對壓縮空氣降溫。冷水機(jī)組種類：1、溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組：A、直燃型吸收式冷（溫）水機(jī)組 B蒸汽型吸收式冷水機(jī)組 C、溫水型吸收式冷水機(jī)組 2、水冷式冷水機(jī)組：A、離心式冷水機(jī)組 B、螺桿式冷水機(jī)且 C、螺桿式水-水熱泵機(jī)組 D、活塞式冷水機(jī)組 3、風(fēng)冷式冷水機(jī)組：A、活塞式冷水機(jī)組 B、螺桿式冷水機(jī)組 說明： 風(fēng)冷式-表示冷凝器的冷凝方式為風(fēng)扇吹冷的。 水冷式-表示冷凝器的冷凝方式為用水來冷卻的。 活塞式-壓縮機(jī)為活塞式 螺桿式-壓縮機(jī)為螺桿式制氧/制氨設(shè)備空氣冷卻器用空氣冷卻熱流體的換熱器。管內(nèi)的熱流體通過管壁和翅片與管外空氣進(jìn)行換熱，所用的空氣通常由通風(fēng)機(jī)供給?？諝饫鋮s器可用于冷卻或冷凝,廣泛應(yīng)用于:煉油、石油化工塔頂蒸氣的冷凝；回流油、塔底油的冷卻；各種反應(yīng)生成物的冷卻；循環(huán)氣體的冷卻和電站汽輪機(jī)排氣的冷凝。工作壓力可達(dá)69兆帕。但耗電量、噪聲和占地面積均大，冷卻效果受氣候變化影響較大?？諝饫鋮s器air cooled heat exchanger用空氣冷卻熱流體的換熱器。管內(nèi)的熱流體通過管壁和翅片與管外空氣進(jìn)行換熱，所用的空氣通常由通風(fēng)機(jī)供給?？諝饫鋮s器可用于冷卻或冷凝,廣泛應(yīng)用于:煉油、石油化工塔頂蒸氣的冷凝；回流油、塔底油的冷卻；各種反應(yīng)生成物的冷卻；循環(huán)氣體的冷卻和電站汽輪機(jī)排氣的冷凝。工作壓力可達(dá)69兆帕。但耗電量、噪聲和占地面積均大，冷卻效果受氣候變化影響較大。結(jié)構(gòu) 空氣冷卻器主要由管束、通風(fēng)機(jī)和構(gòu)架 3部分組成（圖1）。 管束包括傳熱管、管箱、側(cè)梁和橫梁等。它可按臥式、立式和斜頂式（人字式）3種基本形式布置（圖2）。 其中,臥式布置傳熱面積大,空氣分布均勻，傳熱效果好；斜頂布置時,通風(fēng)機(jī)安裝在人字中央空間,占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊。為抵消空氣側(cè)的給熱系數(shù)較低的影響，通常采用光管外壁裝翅片的管子。翅片管作為傳熱管,可以擴(kuò)大傳熱面積。翅片管分層排列,其兩端用焊接或脹接方法連接在管箱上。排管一般為38排。管束系列尺寸最長達(dá)12米。光管外徑常為25毫米和38毫米,翅片高度一般取1215毫米,管束寬為1003000毫米。翅片管是空氣冷卻器的核心元件，其形式和材料直接影響設(shè)備性能。管子可用碳鋼、銅、鋁和不銹鋼等制成；翅片材料根據(jù)使用環(huán)境和制造工藝來確定，大多用工業(yè)純鋁，在防腐蝕要求很高或在制造工藝條件特殊的情況下也采用銅或不銹鋼。翅片可按橫向或縱向排列。翅片管的基本形式（圖3）有：繞片式、鑲片式、軋片式、套片式、焊片式、橢圓管式、紊流式（包括輪輻式、開槽形和波紋形等）。管箱的結(jié)構(gòu)主要有法蘭式、管堵式和集合管式（圖4）。一般前者用于中低壓，后兩者用于高壓。為適應(yīng)管束的熱膨脹，一端管箱不固定，容許沿管長方向位移。通風(fēng)機(jī)通常采用軸流通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)方式 通風(fēng)有鼓風(fēng)和引風(fēng)兩種方式。鼓風(fēng)式：空氣先流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后流入管束。引風(fēng)式：空氣先流經(jīng)管束后流入通風(fēng)機(jī)。前者操作費(fèi)用較經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)生的湍流對傳熱有利，使用較多。后者氣流分布均勻，有利于溫度精確控制，噪聲小，是發(fā)展的方向。熱流體出口溫度主要靠調(diào)節(jié)通過管束的風(fēng)量來控制，即調(diào)節(jié)葉片的傾角、通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和百葉窗的開啟程度等。對冬季易凝、易凍的流體，可采用熱風(fēng)循環(huán)或蒸汽加熱的辦法調(diào)節(jié)流體出口溫度。 發(fā)展 采用空氣冷卻器可節(jié)省大量工業(yè)用水，減少污染，保護(hù)環(huán)境，降低基建費(fèi)用。為擴(kuò)大空氣冷卻器的使用范圍,20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了增濕式空氣冷卻器,即在管束前增加噴水裝置，利用少量霧化水在翅片表面的蒸發(fā)作用顯著地強(qiáng)化傳熱，其傳熱效能較干式提高24倍。增濕式空氣冷卻器已在煉油廠得到廣泛應(yīng)用。干式空冷管束和濕式空冷管束亦可組成聯(lián)合型空氣冷卻器。研制低接觸熱阻和高傳熱效能的翅片管、低電耗、低噪聲的通風(fēng)機(jī)是空氣冷卻器發(fā)展的關(guān)鍵。制氧/制氨設(shè)備空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動機(jī)（通常是電動機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。現(xiàn)在常用的空氣壓縮機(jī)有活塞式空氣壓縮機(jī),螺桿式空氣壓縮機(jī),(螺桿空氣壓縮機(jī)又分為雙螺桿空氣壓縮機(jī)和單螺桿空氣壓縮機(jī)),離心式壓縮機(jī)以及滑片式空氣壓縮機(jī),渦旋式空氣壓縮機(jī).制氧/制氮設(shè)備空氣壓縮機(jī)1. 空氣壓縮機(jī)的分類空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動機(jī)（通常是電動機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置?？諝鈮嚎s機(jī)的種類很多，按工作原理可分為容積式壓縮機(jī),往復(fù)式壓縮機(jī),離心式壓縮機(jī),容積式壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；離心式壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動速度，使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復(fù)式壓縮機(jī)(也稱活塞式壓縮機(jī))的工作原理是直接壓縮氣體,當(dāng)氣體達(dá)到一定壓力后排出.2.現(xiàn)在常用的空氣壓縮機(jī)有活塞式空氣壓縮機(jī),螺桿式空氣壓縮機(jī),(螺桿空氣壓縮機(jī)又分為雙螺桿空氣壓縮機(jī)和單螺桿空氣壓縮機(jī)),離心式壓縮機(jī)以及滑片式空氣壓縮機(jī),渦旋式空氣壓縮機(jī).2. 活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理在氣壓傳動中，通常采用容積型活塞式空氣壓縮機(jī)。這里介紹兩種典型結(jié)構(gòu)，用來幫助理解空氣壓縮機(jī)的工作原理。圖3.33(動畫）和圖3.34(動畫）分別給出了立式、臥式空氣壓縮機(jī)的工作原理圖。立式空氣壓縮機(jī)的氣缸中心線與地面垂直，臥式空氣壓縮機(jī)的氣缸中心線則與地面平行。原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）的回轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動。空氣壓縮機(jī)中 的進(jìn)氣、排氣過程與液壓泵的吸油、壓油過程類似，這里不再贅述。3. 空氣壓縮機(jī)的選擇空氣壓縮機(jī)的選擇主要依據(jù)氣動系統(tǒng)的工作壓力和流量。氣源的工作壓力應(yīng)比氣動系統(tǒng)中的最高工作壓力高20%左右，因為要考慮供氣管道的沿程損失和局部損失。如果系統(tǒng)中某些地方的工作壓力要求較低，可以采用減壓閥來供氣?？諝鈮嚎s機(jī)的額定排氣壓力分為低壓（0.71.0MPa）、中壓（1.010MPa）、 高壓（10100MPa）和超高壓（100MPa以上），可根據(jù)實際需求來選擇。常見使用壓力一般為0.7-1.25制氧/制氨設(shè)備分子篩分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。目前分子篩在冶金，化工，電子，石油化工，天然氣等工業(yè)中廣泛使用。 氣體行業(yè)常用的分子篩型號;A型:鉀A(3A),鈉A(4A),鈣A(5A),X型:鈣X(10X),鈉X(13X)Y型:鈉Y,鈣Y分子篩吸濕能力極強(qiáng),用于氣體的純化處理,保存時應(yīng)避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經(jīng)吸濕的分子篩使用前應(yīng)進(jìn)行再生。分子篩忌油和液態(tài)水。使用時應(yīng)盡量避免與油及液態(tài)水接觸。工業(yè)生產(chǎn)中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮氣,氬氣等.用兩只吸附干燥器并聯(lián)，一只工作，同時另一只可以進(jìn)行再生處理。相互交替工作和再生，以保證設(shè)備連續(xù)運(yùn)行。干燥器在8-12下工作，在加溫至350下沖氣再生。制氧/制氨設(shè)備精餾塔精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。制氧/制氮設(shè)備精餾塔fractionating column 精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點)組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點)組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜殘液取出。制氧/制氨設(shè)備膨脹機(jī)利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機(jī)械功使氣體溫度降低的原理以獲得冷量的機(jī)械。膨脹機(jī)常用于深低溫設(shè)備中。膨脹機(jī)按運(yùn)動形式和結(jié)構(gòu)分為活塞膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)兩類?；钊蛎洐C(jī)主要適用于高壓力比和小流量的中小型高、中壓深低溫設(shè)備。透平膨脹機(jī)與活塞膨脹機(jī)相比，具有流量大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高和運(yùn)轉(zhuǎn)周期長等特點，適用于大中型深低溫設(shè)備。制氧/制氮設(shè)備膨脹機(jī)expander利用壓縮氣體膨脹降壓時向外輸出機(jī)械功使氣體溫度降低的原理以獲得冷量的機(jī)械。膨脹機(jī)常用于深低溫設(shè)備中。膨脹機(jī)按運(yùn)動形式和結(jié)構(gòu)分為活塞膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)兩類?；钊蛎洐C(jī)主要適用于高壓力比和小流量的中小型高、中壓深低溫設(shè)備。透平膨脹機(jī)與活塞膨脹機(jī)相比，具有流量大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高和運(yùn)轉(zhuǎn)周期長等特點，適用于大中型深低溫設(shè)備?；钊蛎洐C(jī)使氣體在可變?nèi)莘e中膨脹，輸出外功制冷的膨脹機(jī)(通常由電動機(jī)制動吸收外功)。這種膨脹機(jī)分立式和臥式兩種。采用較多的是立式結(jié)構(gòu)，曲軸、連桿、十字頭、活塞、進(jìn)氣閥和排氣閥等是運(yùn)動件，分別裝在機(jī)身、氣缸和中間座中，其作用近似于往復(fù)活塞壓縮機(jī)，但其進(jìn)、排氣閥系借進(jìn)、排氣凸輪定時啟閉?；钊蛎洐C(jī)由于存在進(jìn)、排氣閥流動阻力、不完全膨脹、摩擦熱、外熱與內(nèi)部熱交換等引起的冷量損失，一般絕熱效率為：高壓膨脹機(jī)6585，中壓膨脹機(jī)6070。20世紀(jì)50年代相繼出現(xiàn)的不用凸輪傳動機(jī)構(gòu)的無閥和單閥膨脹機(jī)，減少了膨脹機(jī)的運(yùn)動件，提高了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，已在小型深低溫設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用。60年代，采用加填充劑的聚四氟乙烯密封元件代替用油潤滑的金屬制密封元件，避免潤滑油帶入深低溫精餾區(qū)或液化區(qū)，保證了安全。透平膨脹機(jī)以氣體膨脹時速度能的變化來傳遞能量的膨脹機(jī)。這種膨脹機(jī)有單級和雙級、立式和臥式、沖動式和反動式之分。一般采用單級向心徑流反動式，傳出的外功由發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)或油制動器所吸收。它近似于單級離心壓縮機(jī)，但具有調(diào)節(jié)進(jìn)氣量用的（可調(diào)葉片）導(dǎo)流器。低速軸承用油強(qiáng)制潤滑，高速的采用氣體軸承。透平膨脹機(jī)由于有噴嘴損失、葉輪損失、余速損失、輪盤摩擦損失、泄漏損失、竄流損失和外熱侵入損失，一般絕熱效率為:中壓膨脹機(jī)6575，低壓膨脹機(jī)7585。60年代已制成帶液膨脹機(jī)，大多用于天然氣分離設(shè)備。 制氧/制氨設(shè)備換熱器換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。這些過程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過換熱器來完成。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，我國對某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計或選型時應(yīng)滿足以下基本要求： （1） 合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件； （2） 結(jié)構(gòu)安全可靠； （3） 便于制造、安裝、操作和維修； （4） 經(jīng)濟(jì)上合理。 換熱器的應(yīng)用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機(jī)裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。它還廣泛應(yīng)用于化工、石油、動力和原子能等工業(yè)部門。它的主要功能是保證工藝過程對介質(zhì)所要求的特定溫度，同時也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一。換熱器既可是一種單獨的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如