空分工作原理[1]

1、空分原理緒     論一、空氣分離的幾種方法1、低溫法（經(jīng)典，傳統(tǒng)的空氣分離方法）壓縮膨脹      液化（深冷）    精餾                          低溫法的核心2、吸附法：利用固體吸附劑（分子篩、活性炭、硅膠、鋁膠）對氣體混合物中某些特定的組分吸附能力的差異進行的一種分離方法。特點：投資省

2、、上馬快、生產能力低、純度低（93%左右）、切換周期短、對閥的要求或壽命影響大。3、膜分離法：利用有機聚合膜對氣體混合物的滲透選擇性。穿透膜的速度比 快約4-5倍，但這種分離方法生產能力更低，純度低（氧氣純度約25%35%）二、學習的基本內容1、低溫技術的熱力學基礎工程熱力學：主要有熱力學第一、第二定律；傳熱學：以蒸發(fā)、沸騰、冷凝機理為主；流體力學：伯努利方程、連續(xù)性方程；2、獲得低溫的方法絕熱節(jié)流相變制冷等熵膨脹3、溶液的熱力學基礎拉烏爾定律、康諾瓦羅夫定律（1、2 ，空分的核心、精餾的核心）4、低溫工質的一些性質：（空氣 、O、N、Ar）5、液化循環(huán)（一次節(jié)流、克勞特、法蘭德、卡皮查循環(huán)等

3、）6、氣體分離（結合設備）三、空分的應用領域1、鋼鐵：還原法煉鐵或熔融法煉鐵（噴煤富氧鼓風技術）；2、煤氣化：城市能源供應的趨勢、煤氣化能源聯(lián)合發(fā)電；3、化工：大化肥、大化工企業(yè)，電工、玻璃行業(yè)作保護氣；4、造紙：漂白劑；5、國防工業(yè)：氫氧發(fā)動機、火箭燃料；6、機械工業(yè)；四、空分的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代工業(yè)大型、超大型規(guī)模； 大化工煤帶油：以煤為原料生產甲醇； 污水處理：富氧曝氣； 二次采油；第一章空分工藝流程的組成一、工藝流程的組織我國從1953年，在哈氧第一臺制氧機，目前出現(xiàn)的全低壓制氧機，這期間經(jīng)歷了幾代變革：第一代：高低壓循環(huán)，氨預冷，氮氣透平膨脹，吸收法除雜質；第二代：石頭蓄冷除雜質，空氣透

4、平膨脹低壓循環(huán)；第三代：可逆式換熱器；第四代：分子篩純化；第五代：規(guī)整填料，增壓透平膨脹機的低壓循環(huán)；第六代：內壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬；全低壓工藝流程：只生產氣體產品，基本上不產液體產品；內壓縮流程：化工類：58 ：臨界狀態(tài)以上，超臨界；鋼鐵類：3.0 ，臨界狀態(tài)以下；二、各部分的功用凈化系統(tǒng)     壓縮     冷卻     純化    分餾 （制冷系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)，精餾系統(tǒng)）    液體：貯存及汽化系統(tǒng)；氣體：壓送系統(tǒng)；

5、凈化系統(tǒng)：除塵過濾，去除灰塵和機械雜質；壓縮氣體：對氣體作功，提高能量、具備制冷能力；           （熱力學第二定律）預冷：對氣體預冷，降低能耗，提高經(jīng)濟性   有預冷的一次節(jié)流循環(huán)比無預冷的一次節(jié)流循環(huán)經(jīng)濟，增加了制冷循環(huán)，減輕        了換熱器的工作負擔，使產品的冷量得到充分的利用；純化：防爆、提純；        吸附能力及吸附順序為： ；精餾：空氣分離&#

6、160;     換熱系統(tǒng)：實現(xiàn)能量傳遞，提高經(jīng)濟性，低溫操作條件；      制冷系統(tǒng)：維持冷量平衡  液化空氣                                          膨脹機  &

7、#160;                           方法                                          

8、;節(jié)流閥                  膨脹機制冷量效率高：膨脹功W；冷損：跑冷損失Q1                     復熱不足冷損 Q2                     生產液

9、體產品帶走的冷量Q3                                   第一節(jié)凈化系統(tǒng)   一、除塵方法：1、慣性力除塵：氣流進行劇烈的方向改變，借助塵粒本身的慣性作用分離；2、過濾除塵：空分中最常用的方法；3、離心力除塵：旋轉機械上產生離心力；4、洗滌除塵：5、電除塵：二、空分設備對除塵的要求對0.1 以下的粒子不作太

10、多要求，因過濾網(wǎng)眼太小，阻力大；對0.1 以上的粒子要100%的除去；三、過濾除塵的兩種過濾方式1、內部過濾：松散的濾料裝在框架上，塵粒在過濾層內部被捕集；2、表面過濾：用濾布或濾紙等較薄的濾料，將塵粒黏附在表面上的塵粒層作為過濾層，進行塵粒的捕集；   自潔式過濾器：1 以上99.9%以上；                 阻力大于1.5KPa。就進行自清除；   文丘里管（文式管）：將空氣壓力能轉換為速度能；   

11、;                   濾筒可以工作時更換；四、除塵裝置的性能評價1、流量（處理能力）：選加工空氣量的兩倍；2、壓力損失；3、除塵效率；4、壽命；第二節(jié)  空氣壓縮系統(tǒng)概念：等溫效率：等溫效率 ，為等溫功率 與軸功率N之比，即： 控制調節(jié)能力：防喘振；振動：經(jīng)濟性：好的用汽輪機，蒸汽機，燃汽輪機；第三節(jié)   空氣預冷系統(tǒng)一、分類1、氮水預冷：適用于大中型空分；2、冷水機組：適用于< 4000的空分；二、組成空冷塔，

12、水冷塔，水泵，冷水機組氮水預冷系統(tǒng)分為兩類：a.空壓機末級冷卻器與空冷塔合二為一：氮水預冷系統(tǒng)熱負荷大，傳熱溫差大，常用；b.空壓機末級冷卻器單獨設置；三、工作原理利用來自冷箱內污氮、氮氣含水的不飽和性吸收蒸發(fā)潛熱使循環(huán)水降溫；                         熱質交換：顯熱溫差；          潛熱相變；      

13、    潛熱交換 顯熱交換；常溫：水100水蒸氣100千卡以上；水100水蒸汽539千卡；冷箱內來的 相對濕度為20%30%，非常干燥，相對濕度是相變發(fā)生的主要條件。     四、預冷系統(tǒng)的作用1、實現(xiàn)空氣的等溫壓縮，增大等溫效率；2、降低空氣進主換熱器的溫度；3、使純化條件工作在最佳狀態(tài)。   五、設置氮水預冷系統(tǒng)的優(yōu)點1、保證冷量充足（膨脹量可減少）；2、減少主換熱器的熱負荷；3、減低空氣的飽和含水量，減輕純化系統(tǒng)的工作負荷；4、溫度越低，工況越穩(wěn)定。六、結構類型1、空冷塔：a.空筒式：洗滌空氣灰塵、 等；b.

14、大孔徑穿流板；阻力較大，10KPa以上；c.散堆填料：目前使用最多，鮑爾環(huán)：表面積大，傳質效果好，阻力??；2、水冷塔；a.噴淋式；b.塔板式；c.散堆填料；3、冷水機組：逆卡諾循環(huán)第四節(jié)純化系統(tǒng)空氣是多組分組成，除氧氣、氮氣等氣體組分外，還有水蒸汽、二氧化碳、乙炔及少量的灰塵等歸體雜質。這些雜質隨空氣進入空壓機與空氣分離裝置中會到來較大危害，固體雜質會磨損空壓機運轉部件，堵塞冷卻器，降低冷卻效果；水蒸氣和二氧化碳在空氣冷卻過程中會凍結析出，將堵塞設備及氣體管道，致使空分裝置無法生產；乙炔進入空分裝置后會導致爆炸事故的發(fā)生，所以為了保證制氧機的安全運行，清除這些雜質是非常有必要的。一、 凈除的幾

15、種方法1、吸收法：   現(xiàn)在已不使用；2、凍結法：切換板式：利用氮氣蒸發(fā)和升華。淘汰的原因：要求污氮的量大，氧氮產量1：1.2；3、吸附法：利用固體吸附劑對氣體混合物中多組分吸附能力的差異進行的；氧氮產另比 1：（2.53.5）；二、吸附過程的基本原理       當氣體與固體吸附劑相接觸時，在固體表面或內部將發(fā)生容納氣體的現(xiàn)象（被吸附的物質叫吸附質，起吸附作用的物質叫吸附劑）。三、吸附的兩種類型1、物理吸附：靠分子間作用力（范德華力），吸附劑與吸附質的化學性質基本不變；2、化學吸附：靠吸附質與吸附劑形成化學鍵，由于吸附鍵的結構影響，

16、化學性質變化的。吸附是一個傳質過程，有兩個階段：A.外擴散：從氣體的主體通過吸附劑顆粒周圍氣膜到顆粒表面；B.從表面進入空穴內部有表面擴散和空擴散。.四、對吸附劑的幾點要求1、吸附劑必須是多孔性物質：2、吸附劑必須有特定的選擇性；3、吸附容量要大；4、能再生且能多次使用；5、有足夠的機械強度不破碎；6、價格便宜；五、吸附劑的分類1、活性炭；2、硅膠：硅膠的化學式為： 。當硅膠吸附水分時，可以達到自身重量的50%，相對濕度為60%時，吸濕量也可達到24%，但是硅膠吸附水分后溫升高，易破碎；可分為粗孔和細孔硅膠；3、鋁膠：即氧化鋁的水合物，化學式為 ；性質很穩(wěn)定，無毒，堅實，浸入水中不軟化、膨脹或

17、崩裂，耐磨抗沖擊；4、分子篩；      制氧機應用的分子篩為沸石分子篩?；瘜W通式如下：分子篩目前主要有A型、X型和Y型；常用的有外型有球狀和條狀；尺寸為 ；目前空分上使用的分子篩都是13x分子篩，13x分子篩是一種離子形吸附劑，對極性分子有強的親和力。13x分子篩有條形，球形之分；且有各種型號，可以根據(jù)所需效果選擇。分子篩具有的吸附特點：a.選擇吸附：b.干燥度高：通常干燥后空氣露點可達到負70度；c.有共吸附能力：可以同時吸附水、二氧化碳、乙炔等；d.分子篩具有高的穩(wěn)定性，溫度達到700時，仍不熔性；e.有簡單的加熱可使其再生；六、吸附過程的進行&#

18、160;  吸附平衡：當吸附速度和脫附速度相等時（P，T一定時），吸附與脫附是同時進行的，（只不過是速度不一致，當速度一致時就是平衡狀態(tài)）如下圖：     轉效點：當傳質區(qū)前沿開始達到吸附器出口截面時，即流體出吸附劑層，被吸組分濃度明顯增加的點。如上圖的E點。七、吸附能力的衡量1、靜吸附容量：在一定溫度和被吸附組分濃度下，每單位質量（體積）吸附劑達到吸附平衡時的所能吸附的最大量，即吸附劑所能達到的最大吸附量與吸附劑量的比。2、動吸附容量：當吸附器后剛出現(xiàn)吸附器時，吸附器內單位質量（體積）吸附劑的平均吸附量，也就是吸附劑達到轉效點的吸附量，通常用

19、轉效點來計算，即從流體開始接觸吸附劑到達“轉效點”的時間。    一般取動吸附容量為靜吸附容量的40%50%，計算分子篩用量的一個重要指標。八、吸附熱吸附熱：流體分子被分子篩吸附到吸附劑表面所放出的熱量；溫度升高：氣體冷凝成液體，放熱，放熱設計計算一般取溫差3，實際分子篩使用中溫升一般在46；分子篩吸附器，以下兩種形式；同時雙層床再升溫度相對低些，節(jié)能。九、影響吸附容量的因素1、吸附過程的溫度和被吸附組分的分壓力   溫度越低，吸附效果越好，810分子篩吸附效果最好；分壓越高，代表被吸附組分的濃度越高，吸附效果也越好；2、氣體流速：流速越大，吸附效果越差

20、，動吸附容量降低是氣體與吸附劑接觸時間短。在中壓流程中，氣體進吸附器流速為 0.4m/s;在全低壓流程中，氣體進吸附器流速為 0.25m/s;3、吸附劑再生的完善程度：再生氣源溫度，進：170190；出：8095；4、吸附劑層的厚度與水平度：水平度很重要，會影響純化器的正常有效運行。十、結構類型立式：中小型，占地面積??；臥式：中大型；現(xiàn)法液空：立式徑向流吸附器。十一、再生（飽和后進行再生，恢復吸附能力）有兩種方法：1、加溫再生：利用吸附劑高溫時吸附容量降低的原理把加溫氣體通入吸附層，使吸附層溫度升高，被吸附組分解吸；目前使用最廣泛。2、降壓再生（壓力交變再生）：再生時，降低吸附器內壓力，甚至抽

21、真空，使被吸附分子的分壓力降低，分子濃度降低，則吸附在吸附劑表面的分子數(shù)目也相應減小。這是道爾頓分壓定律的理論。十二、純化系統(tǒng)的節(jié)能措施降低加熱功率，如何才能降低呢？如下：1、單層床變雙層床；2、再生過程中，加熱冷吹分階段進行；3、設置蓄熱器；4、蒸汽加熱器代替電加熱器（針對有蒸汽源的用戶），蒸汽屬于無序能，低品位，電能屬于有序能，高品位；5、采用PSA解吸技術：初投資大，運行成本??；6、設置污氮預換熱器：（目前開始使用）在空壓機末級出口增加污氮換熱器，使污氮達到4050，然后進入加熱器再進入純化器，但空壓機排壓增加（因為增加換熱器阻力增加）且進口膨脹節(jié)以進口為主，成本增加；第五節(jié)制冷系統(tǒng)&#

22、167;5-1 基本概念一、理想氣體具有兩個特性：a.分子間彈性，沒有作用力；b不考慮分子本身所占的體積。實際氣體在P不太高，比容較大的情況下，可以當作理想氣體處理。.二、范德瓦爾方程      ：分子間作用力，內壓力；   ： 分子本身所占的氣體體積；   只適用于P較小的情況，理論計算時用的較多，不能用做實際計算。三、范德瓦爾等溫線1、一個點：臨界點，氣體超過臨界點溫度就不能用壓縮使其液化，即氣體加壓液化是有限度的。2、兩條線：飽和相線與飽和蒸汽線。3、三個區(qū)：液相區(qū)，氣液兩相區(qū)，氣相區(qū)。4、五種狀態(tài)：汽液相比

23、容相等，即汽液相有共同的特征；超臨界或超超臨界狀態(tài)是沒有相變的；四、溫度范圍的介定環(huán)境-15空調專業(yè)；-15 -153普冷；-1530.3K深冷；0.3K以下超低溫；§5-2獲得低溫的方法一、方法：低溫技術（01K）：a.絕熱節(jié)流，等熵膨脹；b. 減壓蒸發(fā)；c.絕熱放氣；1K以下：a.氮稀釋；b.絕熱退磁；c. 減壓蒸發(fā)， 絕熱壓縮；制冷技術：a.相變制冷：氟里昂，氨水，干冰升華；b.渦流制冷：是壓縮氣體產生渦流運動分離成冷熱兩種液體；c.溫差電制冷：利用熱電效應；二、相變制冷的制冷量          ：氣相焓值 

24、; ：液相焓值由熱力學可知，液體的沸點及汽化潛熱與壓力有關，壓力越低，汽化潛熱越大，制冷量越大。§5-3 氣體的絕熱節(jié)流一、節(jié)流流體經(jīng)閥門、縮徑時受到局部的阻力而造成壓力有較大的降落的過程，稱為節(jié)流過程。節(jié)流因摩擦阻力的存在不可逆過程熵增過程；流量大，流速快絕熱過程（即不對外作功，與外界無熱量交換）節(jié)流過程是等焓過程，節(jié)流前后焓值不變。二、實際氣體的節(jié)流1、理想氣體的節(jié)流：節(jié)流前后的溫度不變：a. ；b.微分節(jié)流效應等于零；2、實際氣體的節(jié)流：      因為實際氣體的焓值是溫度、壓力的函數(shù)，所以節(jié)流前后流體的溫度要發(fā)生變化。三、微分

25、節(jié)流效應，積分節(jié)流效應     單位壓降對應的溫度變化；   由熱力學可知：    由Pv=RT   得： 帶入上式得： 若：a. , >0節(jié)流后溫度降低；b. ， =0節(jié)流后溫度不變；c. ， <0節(jié)流后溫度增加；   為什么會出現(xiàn)上述三種情況？  H=U+PV兩邊微分，等焓   決定溫度變化的是氣體的內動能是減少、增大還是不變；          &#

26、160;當：1. >0,溫度降低；2. <0,a. 絕對值小于 溫度降低；b. 絕對值大于 溫度生高；3.當 時， 等于0，內動能保持不變，節(jié)流時溫度也將保持不變，這樣的溫度稱為轉化溫度。四、轉化溫度和轉化曲線   氧、氮、空氣制冷效應氫、氮制熱采取預冷的方法五、等溫節(jié)流效應   復熱：低溫氣體在等壓下恢復到     常溫時，所能吸收的熱量，等溫節(jié)流效應的表述：a.在等溫壓縮時獲得；b.在節(jié)流元件中釋放；c.在復熱中體現(xiàn)。六、影響節(jié)流溫降的兩個因素1、節(jié)流前的溫度：節(jié)流前溫度越低，溫降越大；（空分中過冷

27、器的設置就是利用上述理論）2、節(jié)流前后的壓差：壓差越大，溫降越大，不可逆損失大，很不經(jīng)濟。§5-4 氣體的等熵膨脹一、微分等熵效應        二、理想氣體的膨脹過程的溫差     高溫高焓降；   增加等熵膨脹的溫降和單位制冷量的兩種方法：1、提高膨脹機前溫度；2、增大膨脹比（但有一定限制，一般取15%25%）。三、膨脹溫降的熱力原因    在膨脹過程中，有外功輸出，膨脹后氣體內位能增大，需要消耗能量，這些能量需要用動能補償，故氣體溫度必然降

28、低。四、膨脹制冷量    五、膨脹機效率（也稱絕熱效率）    絕熱效率：表示為實際膨脹過程接近理想膨脹過程的程度，即氣體的單位實際制冷量與單位理想制冷量的比值。（一般國產效率為0.750.8，進口的在0.85左右）      六、影響膨脹機制冷量大小的因素1、膨脹量：   膨脹量越大，影響氧提取率，氧提取率越底，膨脹量需同時滿足冷量平衡及精餾工況的需求。2、機前溫度：提高機前溫度，單位制冷量提高；3、機前壓力：膨脹量，增壓透平膨脹機：增大膨脹比，增大單位制冷量；4、絕熱效率；七、絕熱節(jié)流與等熵

29、膨脹的要求：節(jié)流閥膨脹機結構簡單，便于調節(jié)結構復雜可以在氣液兩相區(qū)工作不能大量帶液制冷量小制冷量大，但實際過程偏高，等熵過程，制冷量需打折扣初溫越低，節(jié)流與膨脹差別越大，越有優(yōu)勢機前溫度高，效率降低八、透平膨脹機的調節(jié)    質量流量；調節(jié)方式：1、量調節(jié)：多機組調節(jié)；           改變噴嘴結構：a.部分進氣調節(jié)；b.轉動噴嘴調節(jié)；c.移動噴嘴；d.改變噴嘴高度。2、質調節(jié)：機前調節(jié)，但效率降低，不經(jīng)濟（緊急切斷閥一般打到全開位置）；3、通過制動功率調節(jié)；質調節(jié)與量調節(jié)的比較：質調節(jié)采用

30、風機（增壓機）制動更方便；量調節(jié)采用電機制動更合適。第六節(jié)   換熱系統(tǒng)一、熱量傳遞的三種方式1、導熱：它具有依靠物體內部的溫度差或兩個不同物體直接接觸，在不產生相對運動，僅靠物體內部微粒的熱運動傳遞了熱量；a.固體與液體：分子碰撞；b.固體與固體間：自由電子運動；c.氣體之間：分子熱運動；       導熱的核心：溫差                   溫度梯度；F傳熱面積；    

31、        導熱系數(shù)；2、對流：流體中溫度不同的各部分之間發(fā)生相對位移時所引起的熱量傳遞的過程；      （1）自對流：靠物體的密度差，引起密度變化的最大因素是溫度；      （2）受迫對流：（是靠認為作功）受到機械作用或壓力差而引起的相對運動；       3、熱輻射：物體通過電磁波傳遞能量的過程稱為輻射，由于熱的原因，物體的內能轉化為電磁波的能量而進行的輻射過程。      

32、任何物體只要在0K以上，就能發(fā)生熱輻射，是紅外線探測運用的較廣，在空分中運用的較少，板翅式換熱器真空釬焊加熱是依靠熱輻射。      釬焊的目的是破壞鋁材表面嚴密的氧化鋁膜，650高溫，以前是運用鹽熔爐，能耗大；影響換熱系數(shù)的幾個因素：1、流體的流動狀態(tài)：a.層流：易產生熱邊界層；b.紊流：破壞熱邊界層，多運用紊流；c.過渡層：2、流體的流速：流速大， 大；3、放熱面形狀：光滑： 大；               粗糙： 小。二、實際傳熱過程 

33、    分解   從熱流體tf1到tw1：則 tw1到tw2：則                         tw3到冷流體：則 相加整理得：。      （1-9）   令： =K   則： 三、算術平均溫差，對數(shù)平均溫差    實際傳熱過程中，溫度的變化不是成線性關系，在進行理論計

34、算時，需引用平均溫差 的概念；1、順流溫差：                                        2、逆流溫差：       逆流換熱效果要好于順流換熱效果3、叉流：   一般多采用逆流方式進行換熱算術平均溫差： 只適合氣體比熱為常數(shù)

35、，并且熱端的溫差之比小于2，設計一般不使用，誤差太大；對數(shù)平均溫差：    在確定比容 ，K不變時使用，溫度變化或指數(shù)關系。四、強化傳熱的幾個措施   1、調整傳熱面積：如翅片（傳熱面積增大，投資增大）     對于混合式換熱器應盡量使流體成霧滴狀均勻混入另一種流體中（如噴淋塔，冷卻塔）    （氣泡比液滴有更大的換熱面積）2、調整溫差：溫差是傳熱的推動力；溫差的就是不可逆損失大，能耗大；3、調整K值：a.傳熱材料的性質：銅、鋁；b.在保證傳熱強度，盡量減少傳熱材料的壁厚；c.冷熱流體 值盡量做

36、到均衡  （ = ），提高流體 采用翅片或鋸齒形翅片，提高流速（分子間推動和摻混加劇，但速度增加，排壓增加，能耗增加）五、沸騰傳熱和冷凝傳熱在空分中運用較廣，研究它就是研究空分中的主冷，主冷是空分中的胃A液氧的蒸發(fā)能力：氮氣的冷凝壓力、濃度一定時，主冷溫差一定；液氧沸騰分為：a.管內沸騰；b.管間沸騰；1、液氧的管內沸騰a.放熱段：還是液氧有一定的過冷度；b.始沸段：管壁不平，產生氣泡，受熱有小氣泡產生，內壁面制造粗糙點；c.汽化段：充滿氣泡，氣泡開始長大，氣液混合物；d.活塞段：小氣泡凝聚成大氣泡，活塞狀氣團；e.膜狀段：活塞團沖破液層，蒸汽把帶上去的液氧摻在管壁上形成薄

37、層液膜，液膜一面下流一面冷凝， 值最大；f.飽和蒸汽段：液氧全部蒸發(fā)， 值最小。      管內液氧高度對傳熱的影響      液氧在管內保持在管長的3040%，K值最高，傳熱最好；2、液氧在豎直管內沸騰      放熱系數(shù)只依賴于熱負荷，也就是只依賴于傳熱溫差，與尺寸形狀無關， 沒有管內K大，且不便于強化。B氮氣冷凝1、膜狀冷凝：形成一個完整的液膜，空分中采用膜狀冷凝，冷凝放熱系數(shù)大于沸騰放熱系數(shù)；2、珠狀冷凝：冷凝液不能很好的覆蓋壁面，而在壁面上形成一個小液珠* 層流時，

38、熱量通過液膜可能一導熱方式傳遞，熱阻較大；* 紊流時，僅在緊鄰壁面上有一薄層層流，以導熱傳遞熱量，因而熱量減少，冷凝放熱系數(shù)加大。    值：    相變換熱系數(shù)大，導熱能力增大氮冷凝19772326氣體液體相變氧沸騰13972093液體氣體相變空氣加熱或冷卻1.1658氣體氣體相變第七節(jié)    空氣的液化循環(huán)1、節(jié)流2、等熵膨脹一、林德循環(huán)一次節(jié)流液化循環(huán)1.1一次節(jié)流液化循環(huán)流程圖1.2 高壓P2對循環(huán)性能的影響   若低壓及進換熱器的高壓空氣的溫度不變；a.隨P2的提高，制冷量、液化量及循環(huán)系數(shù)均增加；b.但

39、單位能耗是減少的；c.高壓P2超過60公斤，液空的積累才有可能；1.3 低壓P1對循環(huán)的性能的影響   當P2及T一定時，隨P1增加，循環(huán)效率增加，單位能耗下降，改善循環(huán)的經(jīng)濟性。1.4換熱器的熱端溫度T和制冷量的關系   降低高壓空氣進換熱器溫度T，可以明顯增加制冷量。二、帶膨脹機的空氣液化循環(huán)，克拷特液化循環(huán)1、流程圖和T-S圖2、循環(huán)性能指標與主要參數(shù)的關系    （1）當P2與T3不變時，增大膨脹量Ve，膨脹產冷量隨之增大，循環(huán)制冷量及液化系數(shù)上升，但Ve 過分增大，去節(jié)流閥的氣量降低，會導致冷量過剩，是換熱器偏離正常工況。&

40、#160;   （2）當Ve 和T3一定時，提高膨脹前壓力P2，等溫節(jié)流效應和膨脹機的單位制冷量增加，但會造成冷量過剩，冷損增大，并因冷量被浪費，而使能耗增大。    （3）當P2和銅陵Ve 一定時，提高膨脹前溫度T3，膨脹機前的焓降，即單位制冷量增加，但T3過高T4也同時提高，T8增加，膨脹機產生的冷量不能全部傳給高壓空氣，冷損增加，換熱器二也不能政策工作。三、海蘭德液化循環(huán)及卡皮查液化循環(huán)1、海蘭德液化循環(huán)克勞斯循環(huán)的一種特例       它是高壓膨脹機的氣體液化循環(huán)，空氣被壓縮到160200公斤，且一部分高壓Ve經(jīng)預冷

41、直接進入膨脹機，另一部分，進入換熱器冷卻，節(jié)流產生液體。2、實現(xiàn)了帶有效率的膨脹機的低壓液化循環(huán)，空氣在透平壓縮機等溫壓縮到56公斤，經(jīng)過換熱器冷卻到T3后分兩部分，大部分空氣進入膨脹機膨脹到1公斤左右，溫度降到T4，而后進入換熱器輸出冷量。另一部分空氣冷卻到（點5）節(jié)流制冷。四、精餾原理（一）精餾過程1、定義：連續(xù)多次的部分蒸發(fā)和部分冷凝；2、舉例：      3、精餾塔類型3.1 單級精餾塔3.2 雙級精餾塔3.3 拉赫曼原理因上塔實際的氣體氣液比較精餾所需的氣液比大，利用上塔的精餾潛力的措施有兩種：1、可將適量的膨脹空氣（占空氣的20%25%）直接

42、送如上塔進行精餾；2、從下塔頂部或冷凝蒸發(fā)器頂蓋下抽取氮氣，復熱后進入氮氣透平膨脹機，經(jīng)膨脹機并回受其冷量后，作為產品輸出或者放空。3.5 氧提取率式中： ，   代表氧氣，空氣中的氧濃度；        代表產品氧氣量（標準狀態(tài)下）；        代表加工空氣量（標態(tài)下）；第八節(jié)   空分設備的安全技術一、空分設備的爆炸1、主冷液氧中炭氫化合物，會引起劇烈爆炸；(1)乙炔及其他炭氫化合物在液氧中的含量極限值     如下：正常值報警值停車值乙炔0.01ppm0.1ppm1ppm其他CH3mg/L液氧100mg/L液氧   （2）為防止碳氫化合物積聚，每8小時進行分析一次主冷液氧中的乙炔含量；&