氪氙-中國(guó)氣體分離設(shè)備商務(wù)網(wǎng)課件

1、九陽空分車間制氧百題問答制作：劉言信河南安陽九陽化學(xué)公司空分車間二八年十一月十四日九陽空分4000制氧裝置簡(jiǎn)易流程1、為什么空氣經(jīng)過壓縮和冷卻后會(huì)有水析出？ 在吹除壓縮機(jī)各級(jí)的油水時(shí)可以看到，從分離器中總有不斷吹出大量水分，這些水是從哪里來的呢？這是由于在每立方米的空氣中所能容納水分量主要取決于溫度的高低，而與空氣總壓力的大小關(guān)系不大。例如，在30和0.1Mpa壓力下，空氣中水分的飽和含量為30.3g/m3.如果將空氣壓縮到0.6Mpa,溫度仍為30,則在每立方米的空氣中水分的飽和含量仍為30.3g/m3.但是當(dāng)壓力提高時(shí),在每立方米的空氣中所包含的空氣質(zhì)量增多,水分量也相應(yīng)增多.而當(dāng)溫度不變

2、時(shí),其飽和含量不變,則多余的水分就會(huì)以液體狀態(tài)析出.對(duì)上述情況,1m3壓力為0.6Mpa的空氣是由壓力為0.1Mpa體積為6 m3的空氣壓縮而成的. 在1m3的空氣中水分的含量也增加到6倍,也就可以看成是630.3(g/m3)=181.8 g/m3.如果溫度不變,空氣中仍只能容納30.3 g/m3水分,則有六分之五的水分將析出.隨著壓力的提高,析出的水分就越多;冷卻效果越好,析出的水分也越多.2、為什么空氣經(jīng)過冷卻塔后水分含量會(huì)減少？對(duì)低壓空分裝置，從空壓機(jī)排出的壓縮空氣的絕對(duì)壓力在0.6Mpa左右，空氣經(jīng)壓縮后，單位體積的內(nèi)含水量增加，使其水分含量達(dá)到當(dāng)時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的飽和含量?？諝庠诹鹘?jīng)空氣

3、冷卻塔時(shí)，隨著溫度的降低，相應(yīng)的飽和水分含量減少，超過部分就會(huì)以液體狀態(tài)從氣中析出。這部分水蒸氣凝結(jié)成水，同時(shí)放出冷凝潛熱，不僅使冷卻水量增加，而且水溫也會(huì)有所升高。但空氣出塔溫度是降低的，因此，空氣在冷卻塔中，雖然與水接觸，但水分含量反而會(huì)減少。3、用深冷法制氧的設(shè)備在安全上有何特點(diǎn)?利用深冷法制氧,首先要將空氣液化,再根據(jù)氧、氮沸點(diǎn)不同將他們分離開來。液化必須將溫度降到140.6以下。一般空氣分離是在-172194的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。用深冷法制氧的設(shè)備有以下特點(diǎn)：1、低溫?fù)Q熱器、精餾塔等低溫容器及管道置于保冷箱內(nèi)，并充填有熱導(dǎo)率低的絕熱材料，防止從周圍傳入熱量，減少冷損，否則設(shè)備無法運(yùn)行；

4、2、用于制造低溫設(shè)備的材料，要求在低溫下有足夠的強(qiáng)度和韌性，以及有良好的焊接加工性能。常用鋁合金、不銹鋼等材料；3、空氣中高沸點(diǎn)的雜質(zhì)，例如水分、二氧化碳等，應(yīng)在常溫時(shí)預(yù)先清除。否則會(huì)堵塞設(shè)備內(nèi)的通道，使裝置無法工作；4、空氣中的乙炔和碳?xì)浠衔镞M(jìn)入空分塔內(nèi)，積聚到一定程度，會(huì)影響安全運(yùn)行，甚至發(fā)生爆炸事故。因此，必須設(shè)置凈化設(shè)備將其清除；5、儲(chǔ)存低溫液體的密閉容器，當(dāng)外界有熱量傳入時(shí)，會(huì)有部分低溫液體吸熱而汽化，壓力會(huì)自然升高。為防止超壓，必須設(shè)置可靠的安全裝置；6、低溫液體漏入基礎(chǔ)，會(huì)將基礎(chǔ)凍裂，設(shè)備傾斜。因此必須保證設(shè)備、管道和閥門的密封性，要考慮熱脹冷縮可能產(chǎn)生的應(yīng)力和變形；7、被液氧

5、浸漬過的木材、焦炭等多孔有機(jī)物質(zhì)，當(dāng)接觸火源或給予一定的沖擊力時(shí)，會(huì)發(fā)生激烈的燃爆。因此冷箱內(nèi)不許有多孔性的有機(jī)物質(zhì)。對(duì)液氧的排放，應(yīng)預(yù)先考慮有專門的液氧排放管路和容器，不能走地溝；8、低溫液體長(zhǎng)期沖擊碳素鋼板，會(huì)使鋼板脆裂。因此，排放低溫液體的管道及排放槽不能采用碳素鋼制品；9、氮?dú)?、氬氣是窒息性氣體，其液體排放管應(yīng)引至室外。氣體排放管應(yīng)有一定的排放高度，排放口不能朝向平臺(tái)樓梯；10、氧氣是強(qiáng)烈的助燃劑，其排放管不能直接排在不通風(fēng)的廠房?jī)?nèi)。4、環(huán)境條件變化對(duì)空分設(shè)備的性能有什么影響？環(huán)境條件包括大氣壓力、環(huán)境溫度、大氣濕度以及空氣中二氧化碳等雜質(zhì)的含量等。這些條件隨地區(qū)、氣候條件變化，對(duì)相同

6、的空分裝置也會(huì)顯示不同的性能。 1、大氣壓力的影響。大氣壓力在0.1 Mpa附近波動(dòng)。大氣壓力降低將使空壓機(jī)的壓縮比增大。大氣壓力降低0.01 Mpa，會(huì)使空壓機(jī)的壓縮比增加6%8%，增加壓縮的能耗。此外，由于質(zhì)量比體積增大（密度減小），空壓機(jī)的排氣量減小，相應(yīng)的氧產(chǎn)量也會(huì)減少，制氧的單位電耗增大。2、環(huán)境溫度的影響。環(huán)境溫度升高，會(huì)使空壓機(jī)的排氣量減小，軸功率增大。環(huán)境溫度升高3，軸功率約增加1%。此環(huán)境溫度升高也會(huì)使空壓機(jī)的排氣溫度升高，冷損增大，要求有更多的制冷量來平衡冷損，最終會(huì)導(dǎo)致能耗增加。3、空氣濕度的影響?？諝獾臐穸仍龃螅箟嚎s機(jī)功的一部分消耗在壓縮水蒸氣上，造成壓縮機(jī)的軸功率增

7、大。4、空氣中雜質(zhì)的影響?？諝庵械碾s質(zhì)含量的增加，使得分子篩吸附器凈化的負(fù)荷增大。5、采用分子篩吸附凈化流程為什么多數(shù)要采用制冷機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)？由于使用了分子篩吸附凈化流程，可以把壓縮后的空氣中的水分、二氧化碳及部分的碳?xì)浠衔镌诩兓髦斜晃降簦@樣，在設(shè)計(jì)中可以取消液空吸附器和液氧吸附器，從而簡(jiǎn)化了空分的生產(chǎn)工藝流程，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高了涉筆使用率。但是，要使分子篩能夠正常工作，對(duì)其吸附介質(zhì)溫度要求比較苛刻。因?yàn)闇囟仍礁?，空氣中的水分含量越大，增大純化器的清除?fù)荷。而分子篩的吸附性能隨溫度升高而降低，所以，分子篩的入口溫度必須控制在15以下才能正常工作，一般要在815之間。而普通

8、冷卻水很難將空氣冷卻到這樣的溫度條件，所以一般都需要增加制冷機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)，才能把空氣溫度降到815以內(nèi)，以確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。6、什么叫液氧自循環(huán)吸附，實(shí)現(xiàn)液氧自循環(huán)吸附需要什么條件？ 液氧自循環(huán)是指液體在不消耗外功，即不靠泵推動(dòng)的情況下形成的自然流動(dòng)。冷凝蒸發(fā)器中的液氧靠循環(huán)回路中局部受熱，使得內(nèi)部產(chǎn)生密度差而引起的流動(dòng)，也叫熱虹吸式蒸發(fā)器。 上塔底部的液氧經(jīng)吸附器后與熱虹吸式蒸發(fā)器相連，蒸發(fā)器的頂部又連至塔的下部的蒸汽空間，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路。當(dāng)蒸發(fā)器管內(nèi)的液氧吸收熱量而達(dá)到飽和時(shí)，開始汽化，隨著吸熱量的增多，氣化量逐漸增大，在出口達(dá)到最大值，從開始?xì)饣綒饣窟_(dá)到最大值的這一段稱為蒸發(fā)段。在蒸

9、發(fā)段內(nèi)，由于氣液混合物的密度要比塔底液體的密度小的多，因而塔底的液體與蒸發(fā)器內(nèi)氣、液混合物之間產(chǎn)生一個(gè)靜壓差，推動(dòng)液體自塔底自然的流向蒸發(fā)器。而蒸發(fā)器內(nèi)的氣、液混合物又不斷的返回到塔內(nèi)，便形成了液體的自然循環(huán)，不需要靠液氧泵的推動(dòng)。蒸發(fā)器的熱源可用下塔的氣氮，即為冷凝蒸發(fā)器。因而循環(huán)吸附系統(tǒng)有阻力，為此，由密度差產(chǎn)生的靜壓差應(yīng)能克服循環(huán)系統(tǒng)流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力。阻力越小，循環(huán)的液體量越大。因此，只有循環(huán)量能夠滿足安全生產(chǎn)工藝的要求（循環(huán)量大于1倍的氧產(chǎn)量時(shí)），液氧自循環(huán)吸附系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。7、液氧貯槽有何作用，它所能提供的氧氣量如何換算？答：大型制氧機(jī)一般具有生產(chǎn)少量液氧的能力。產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)品貯存在

10、貯槽中，除可外銷外，更主要的是作為生產(chǎn)保安供氧用。當(dāng)制氧機(jī)發(fā)生故障時(shí)，突然停止生產(chǎn)時(shí)，可靠液氧汽化，進(jìn)行緊急供氧。液氧的密度為1140kg/m3，氧氣的密度為1.429 kg/m3。因此，每1 m3液氧汽化后約可提供800 m3氧氣，有相當(dāng)大的供氣能力。但是，在緊急時(shí)，要求快的供氣速度，所以在液氧貯槽后還需要有加熱汽化裝置。對(duì)于有液氮、液氬產(chǎn)品的裝置，液態(tài)與氣態(tài)的體積關(guān)系為：液氮密度=810 kg/m3，氣氮的密度=1.25 kg/m3，所以1 m3液氮可產(chǎn)生648 m3的氣氮；液氬密度=1400 kg/m3，氣氬密度=1.783kg/m3，所以 1 m3液氬可產(chǎn)生785 m3的氣氬。8、為什

11、么空分設(shè)備在運(yùn)行時(shí)要向冷箱內(nèi)充惰性氣體？在空分裝置的冷箱中充填了保冷（絕熱）材料，而保冷材料（珠光砂）顆粒之間的空隙中是充滿了空氣?？辗衷O(shè)備在運(yùn)行后，塔內(nèi)的設(shè)備處于低溫狀態(tài)，保冷材料的溫度也隨之降低。由于內(nèi)部的氣體體積縮小，保冷箱內(nèi)將會(huì)形成負(fù)壓。如果保冷箱密封很嚴(yán)，在內(nèi)外壓差作用下很容易使箱體被吸癟。如果保冷箱封閉不嚴(yán)，則外界的濕空氣很容易侵入，使保冷材料變潮，保冷效果變差，空分設(shè)備的跑冷損失增加。一般的保冷材料采用珠光砂，其熱導(dǎo)率約為0.040W/（M.）左右；而冰的熱導(dǎo)率是2.2 W/（M.），可見要增大50多倍，所以，為了防止?jié)窨諝饧翱諝庵械乃衷诠艿篮捅＠湎浔诶淠秩耄诳辗盅b置運(yùn)行

12、時(shí)，要向保冷箱內(nèi)充干燥的惰性氣體（氮?dú)饣蛭鄣３直＠湎鋬?nèi)為微正壓，約為200500Pa。 9、全低壓空分設(shè)備中膨脹機(jī)產(chǎn)生的制冷量在總制冷量中占多大的比例？全低壓空分設(shè)備的工作壓力在0.6 Mpa左右，因此，節(jié)流效應(yīng)制冷量很小。對(duì)每立方米加工空氣而言，只有1.36kj/m3。而裝置的跑冷損失對(duì)每立方米加工空氣而言在4.27.5 kj/m3，熱交換不完全損失當(dāng)熱端溫差為3時(shí)，在3.9 kj/m3左右，所以，對(duì)不生產(chǎn)液體產(chǎn)品的空分設(shè)備，總冷損失在8.111.4 kj/m3。由此可見，在總冷損中，絕大部分要靠膨脹機(jī)制冷來彌補(bǔ)，所需的膨脹機(jī)制冷量為6.7410.04 kj/m3，占總制冷量的85%9

13、0%，節(jié)流效應(yīng)制冷量占1015%。當(dāng)裝置在啟動(dòng)時(shí)，或生產(chǎn)部分液態(tài)產(chǎn)品時(shí)，則全靠增大膨脹機(jī)的制冷量來彌補(bǔ)，這時(shí)將占更大的比例。10、為什么主冷液氧面的變化是判斷制氧機(jī)冷量是否充足的主要標(biāo)志？空分設(shè)備的工況穩(wěn)定時(shí)，裝置的產(chǎn)冷量與冷量消耗保持平衡，裝置內(nèi)各部位的溫度、壓力、液面等參數(shù)不再隨時(shí)間而變化。主冷是聯(lián)系上、下塔的紐帶，來自下塔的上升氮?dú)庠谥骼渲蟹艧崂淠?，來自上塔的回流液氧在主冷中吸熱蒸發(fā)?；亓饕毫颗c蒸發(fā)量相等時(shí)，也面保持不變。加工空氣在進(jìn)入下塔時(shí)，有一定的“含濕”，即有小部分是液體。大部分空氣將在主冷中液化。對(duì)于低壓空分設(shè)備，進(jìn)下塔的空氣是由出主熱交換器冷端的空氣和經(jīng)液化器的空氣混合而成的；

14、在正常情況下，它們進(jìn)塔的綜合狀態(tài)都有一定的“含濕量”（液化率）。進(jìn)塔的空氣狀態(tài)是由空分設(shè)備內(nèi)的熱交換系統(tǒng)和產(chǎn)冷系統(tǒng)所保證的。當(dāng)裝置的冷損增大時(shí)，制冷量不足，使得進(jìn)下塔的空氣含濕量減小，要求在主冷中冷凝的氮?dú)饬吭黾?，主冷的熱?fù)荷增大，相應(yīng)的液氧蒸發(fā)量也增大，液氧面下降；如果制冷量過多，空氣進(jìn)下塔的含濕量增大，主冷的熱負(fù)荷減小，液氧蒸發(fā)量減少，液氧面會(huì)上升。因此，裝置的冷量是否平衡，首先在主冷液面的變化上反映出來。當(dāng)然，主冷液氧面是冷量是否平衡的主要標(biāo)志，并不是唯一標(biāo)志。因?yàn)樵谝嚎展?jié)流閥等的開度過大或過小，會(huì)改變下塔的液面，進(jìn)而影響主冷的液氧面的變化。但是，這不是惡劣能夠量不平衡造成的，而是上、下

15、塔的液量分配不當(dāng)引起的，液面的波動(dòng)也是暫時(shí)的。1、熱端溫差對(duì)熱交換不完全損失有多大影響？熱交換不完全冷損失是返流低溫氣體在出主熱交換器的熱端時(shí)，不能復(fù)熱到正流空氣進(jìn)熱交換器的溫度而引起的。因此，返流氣體與正流空氣換熱器的熱端溫差越大，說明復(fù)熱越不足，未被利用的冷量越多，熱交換不完全冷損失就越大。因此，熱交換不完全冷損失與熱端溫差成正比。返流低溫氣體由已被分離成產(chǎn)品的氧、產(chǎn)品氮及污氮等幾股氣體組成。它們與正流空氣在熱端溫差不完全相同，流量及比熱容也不相同，在計(jì)算熱交換不完全損失時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算后相加，得出總的熱交換不完全損失。由于污氮量最大，它的熱端溫差對(duì)熱交換不完全損失的影響也最大。如果各返流氣

16、體的熱端溫差均相等，它們的氣量之和又等于正流空氣量。這時(shí)，不同的熱端溫差所產(chǎn)生的熱交換不完全損失的大小如表所示熱端溫差擴(kuò)大1，熱交換不完全損失將增大1.3 KJ.M3，這將使裝置的總冷損增加10%以上。因此，盡可能縮小熱端溫差對(duì)減小裝置的總冷損有很大的意義。尤其是當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱端溫差擴(kuò)大，超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)注意尋找原因，采取相應(yīng)的措施。12、空氣中有哪些雜質(zhì)，在空氣分離過程中為什么要清除雜質(zhì)？空氣中除氧、氮外，還有少量的水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其他碳?xì)浠衔锏葰怏w，以及少量的灰塵等固體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在每立方米空氣中的含量雖然不大，但由于大型空分設(shè)備每小時(shí)加工空氣量都在幾萬甚至幾十萬立方米，因此，每小時(shí)

17、帶入空分設(shè)備的總量還是可觀的。以6000m3/h制氧機(jī)為例，每小時(shí)隨空氣帶入空壓機(jī)的水分含量約1T，經(jīng)空氣冷卻器和氮水預(yù)冷器后有很大一部分水分將析出。即使如此，每小時(shí)帶入空分設(shè)備的水分還有200KG。每天隨空氣吸入的灰塵達(dá)4.89.6KG，甚至更多。而這些雜質(zhì)對(duì)空分設(shè)備都是有害的，隨空氣冷卻，被凍結(jié)下來的水分和二氧化碳沉積在低溫?fù)Q熱器、透平膨脹機(jī)或精餾塔里，就會(huì)堵塞通道、管路和閥門；乙炔積聚在液氧中有爆炸的危險(xiǎn)；灰塵會(huì)磨損運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械。為了保證空分設(shè)備長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行，必須設(shè)置專門的凈化設(shè)備，清除這些雜質(zhì)。13、脈沖反吹自潔式空氣過濾器的結(jié)構(gòu)及工作原理如何?脈沖反吹自潔式空氣過濾器的主要部件包括

18、:空氣濾筒、脈沖反吹系統(tǒng)、凈氣室、框架、控制系統(tǒng)。脈沖反吹系統(tǒng)由氣動(dòng)隔膜閥、電磁閥、專用噴嘴及壓縮空氣管路組成?？刂葡到y(tǒng)主要由脈沖控制儀、差壓變送器、控制電路等組成自潔式空氣過濾器的凈氣室出口與空壓機(jī)入口連接，在負(fù)壓的作用下，從大氣中吸入加工空氣?？諝饨?jīng)過過濾筒，灰塵被濾料阻擋。無數(shù)小顆粒粉塵在濾料的迎風(fēng)表面形成一層塵膜。塵膜可使過濾效果有所提高，同時(shí)也使氣流阻力增大。當(dāng)阻力增至高限600PA時(shí)，由差壓變送器將阻力信號(hào)傳給脈沖控制儀中的電腦，電腦發(fā)出指令，自潔系統(tǒng)開始工作。電磁閥接到指令后，按程序控制、驅(qū)動(dòng)隔膜閥。隔膜閥瞬間釋放出壓縮氣體，其壓力為600800PA，經(jīng)噴嘴整流后，自濾筒內(nèi)部反吹

19、濾筒，將濾料外表面的粉塵吹落，阻力下降。當(dāng)阻力達(dá)到濾料的初始阻力（約150PA）時(shí)，自潔系統(tǒng)停止工作。自潔式過濾器的濾筒分成多組，每組包括多個(gè)濾筒，每組都設(shè)置一個(gè)隔膜閥。某一個(gè)閥門動(dòng)作，只反吹它涉及到的那組濾筒，其余照常工作，因此自潔系統(tǒng)不影響過濾器的連續(xù)工作。 濾筒的使用壽命為1824個(gè)月。濾料為優(yōu)質(zhì)防水性濾紙。當(dāng)濾筒阻力經(jīng)反吹，居高不下，并升至報(bào)警值（800PA）時(shí)，表示濾筒需要更換。更換濾筒的操作簡(jiǎn)單易行，亦不需要停機(jī)。14、清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔常用哪幾種方法？清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔最常用方法是吸附法和凍結(jié)法。 吸附法就是用硅膠或分子篩等用作吸附劑，把空氣中所含的水

20、分、二氧化碳和乙炔，以及液空、液氧中的乙炔等雜質(zhì)分離出來，濃聚在吸附劑的表面上（沒有化學(xué)反應(yīng)），加溫再生時(shí)再把它們趕掉，從而達(dá)到凈化的目的。例如設(shè)置干燥器、二氧化碳吸附器等。凍結(jié)法就是空氣流經(jīng)蓄冷器或切換式換熱器時(shí)把其中所含的水分和二氧化碳凍結(jié)下來（乙炔不能凍結(jié)），然后被干燥的返流氣體帶出裝置，即自清除。采用分子篩凈化流程可用分子篩同時(shí)吸附清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔，使流程簡(jiǎn)化，已在制氧機(jī)上普遍被采用。15、什么叫分子篩，有哪幾種，它有什么特性？ 分子篩是人工合成的晶體鋁硅酸鹽，也有天然的，俗稱泡沸石。目前常用的主要有A型、X型和Y型三大類型。而每一類型按其陽離子的不同，其孔徑和性質(zhì)也有

21、所不同，又有多種類型，如3A、4A、5A、10X、13X等型號(hào)。外型有條狀和球狀，粒度為26MM。分子篩內(nèi)空穴占體積的50%左右，平均每克分子篩有700800M2的內(nèi)表面積，吸附過程產(chǎn)生在空穴內(nèi)部，它能把小于空穴的分子吸入孔內(nèi)，把大于空穴的分子擋在孔外，起著篩分分子的作用。 分子篩的主要特性有：吸附力極強(qiáng)，選擇性吸附性能也很好。干燥度高，對(duì)高溫、高速氣體都優(yōu)良好的干燥能力。水蒸氣含量越低，即相對(duì)濕度越小，吸附能力越顯著，但相對(duì)濕度較大時(shí)，吸附容量卻比硅膠小。穩(wěn)定性好，在200以下仍能保持正常的吸附容量。分子篩的使用壽命也比較長(zhǎng)。分子篩對(duì)水的吸附能力特強(qiáng)，其次是乙炔和二氧化碳。高、中壓裝置上采用

22、分子篩吸附器（一般為5A分子篩），同時(shí)吸附水分、二氧化碳和乙炔，大大簡(jiǎn)化了工藝流程，操作簡(jiǎn)單，凈化效果好。在全低壓大型空分裝置上采用分子篩流程，分子篩吸附器一般采用13X分子篩。16、什么叫再生，再生有哪些方法？再生就是吸附過程的逆過程，由于吸附劑吸飽被吸組分以后，就失去了吸附能力。必須采取一定的措施，將被吸組分從吸附表面趕走，恢復(fù)吸附劑的吸附能力，這就是再生。再生的方法有兩種：一是利用吸附劑高溫時(shí)吸附容量降低的原理，把加溫氣體通入吸附劑層，使吸附劑溫度升高，被吸組分解吸，然后被加溫氣體帶出吸附器。再生溫度越高，解吸越徹底，這種再生方法叫加溫再生是最常用的方法，再生氣體用干燥的氮?dú)廨^好，或用空

23、氣。另一種方法叫降壓再生或壓力交變?cè)偕?。再生時(shí)，降低吸附器內(nèi)的壓力，甚至抽成真空，使被吸附分子的分壓力降低，分子濃度減小，則吸附在吸附劑表面的分子數(shù)幕也相應(yīng)減少，達(dá)到再生的目的。17、為什么吸附器再生后要進(jìn)行冷吹后才能投入使用？加溫是利用高溫下吸附劑的吸附能力下降的特性，驅(qū)走被吸附的水分或二氧化碳等物質(zhì)。因此，在再生溫度下吸附劑實(shí)際上已沒有再吸附的能力，只有將它冷吹后，溫度降至正常工作溫度，才能為再次吸附做好準(zhǔn)備。此外，在對(duì)干燥器再生時(shí)，當(dāng)加溫氣體出口溫度達(dá)50就停止加熱了，然后進(jìn)行冷吹。而在50時(shí)吸附劑并未完全解吸。但是，冷吹可以將氣體入口處硅膠積蓄的熱量趕向出口硅膠層，出口溫度在冷吹之初將

24、進(jìn)一步升高到80100，使之進(jìn)一步再生。因此，冷吹之初也是再生的繼續(xù)。18、再生溫度的高低對(duì)吸附器的工作有什么影響？再生溫度一般是取吸附劑對(duì)于該被吸組分的吸附容量等于零的溫度，稱之為完全再生，即解吸比較完善。再生溫度較低時(shí)，被吸組分不能完全解吸，即吸附表面上還殘留有一部分被吸組分沒有被趕走，再進(jìn)行吸附時(shí)吸附容量就要降低，吸附器工作周期也要縮短，如果再生溫度高，雖然再生完善，但是消耗在加溫氣體上的能量過大，而且對(duì)吸附劑的使用壽命也有影響。所以再生溫度過高或過低都是不適宜的。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再生進(jìn)口溫度175，冷吹初期出口溫度峰值為80100是實(shí)際運(yùn)行中的較佳值。當(dāng)再生氣冷吹出口溫度峰值低于80時(shí)，

25、吸附的水分將解吸不完全。19、空壓機(jī)冷卻器內(nèi)水管積垢對(duì)冷卻效果有什么影響？ 空壓機(jī)冷卻器所用的冷卻水一般是未經(jīng)軟化處理的工業(yè)用水。水中所含的鈣、鎂等重碳酸鹽類在水溫較高時(shí)會(huì)分解成較堅(jiān)硬的沉淀物積結(jié)在管壁上，這就是水垢形成水垢的多少與水溫的高低、時(shí)間的長(zhǎng)短以及所用的水質(zhì)有關(guān)。一般，水溫在45以上時(shí)容易形成水垢。水垢的熱導(dǎo)率只有12W/（M. ），比常用金屬材料的熱導(dǎo)率要小的多。因此冷卻水管積垢后將使傳熱惡化，不能將空氣冷卻到所要求的溫度。從而將使氣量減少，這將直接影響到空分裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和正常生產(chǎn)。20、空壓機(jī)冷卻器內(nèi)水管積垢后如何清除？積垢嚴(yán)重時(shí)必須把它清除掉。清除的方法常用機(jī)械法或酸洗法。

26、機(jī)械法就是用鐵刷子等把水垢刷掉；酸洗法是用含有10%的鹽酸稀溶液用小水泵循環(huán)清洗，用酸把水垢溶解、除掉，然后用堿中和一下。需要注意酸液濃度不可過高，以免腐蝕金屬。21、空分設(shè)備為什么要設(shè)置氮水預(yù)冷器？全低壓空分設(shè)備普遍設(shè)有氮水預(yù)冷器。它主要是利用污氮中水的未飽和度，使部分水蒸發(fā)。水蒸發(fā)時(shí)吸收汽化潛熱，使冷卻水溫降低，再利用它來冷卻加工空氣，降低進(jìn)塔空氣溫度。因此它包括空氣冷卻塔和水冷卻塔。設(shè)置氮水預(yù)冷器的根本目的是降低空氣進(jìn)入空分塔的溫度，避免進(jìn)塔溫度大幅度地波動(dòng)。因?yàn)檫M(jìn)塔空氣溫度的高低直接影響著切換式換熱器和精餾塔的工況以及整個(gè)空分設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)時(shí)一般把空氣進(jìn)塔溫度定為30。運(yùn)行中進(jìn)塔溫

27、度高于設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，將使壓縮空氣的節(jié)流制冷兩減小，切換式換熱器的熱端溫差和熱負(fù)荷都要增大，從而導(dǎo)致冷損及能耗增大。 其次，在空氣冷卻塔中，空氣和水直接接觸，既換熱又受到了洗滌，能夠清除空氣中的灰塵和溶解一些有腐蝕性的雜質(zhì)氣體，例如H2S、SO2、SO3等避免板翅式換熱器鋁合金材質(zhì)被腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命。由于空氣冷卻塔的容積較大，對(duì)加工空氣還能起到緩沖的作用，空壓機(jī)在切換時(shí)不易超壓。對(duì)于分子篩吸附凈化流程，分子篩的吸附容量與溫度有關(guān)，溫度越低，吸附容量越大，對(duì)一定大小的吸附器工作周期可以長(zhǎng)，或?qū)τ谝欢ǖ奈街芷?，設(shè)計(jì)的吸附器容積可以較小，所以也要求將空氣預(yù)先冷卻到盡可能低的溫度。在氮水預(yù)冷器中充分回

28、收、利用氮?dú)獾睦淞縼砝鋮s空氣。22、水冷卻塔中污氮是怎樣把水冷卻的？水冷卻塔是一種混合式換熱器。從空氣冷卻塔來的溫度較高的冷卻水（35左右），從頂部噴淋向下流動(dòng)，切換式換熱器來的溫度較低的污氮?dú)猓?7左右）自下而上的流動(dòng)，二者直接接觸，既傳熱又傳質(zhì)。是一個(gè)比較復(fù)雜的換熱過程。一方面由于水的溫度高于污氮的溫度，就有熱量直接從水傳給污氮，使水得到冷卻；另一方面，由于污氮比較干燥，相對(duì)濕度只有30%左右，所以水的分子能不斷蒸發(fā)、擴(kuò)散到污氮中去，而水蒸發(fā)需要吸收汽化潛熱，從水中帶走熱量，就使的水的溫度不斷下降。這種現(xiàn)象猶如一杯熱開水放在空氣中冷卻一樣。熱開水和空氣接觸，一方面將熱量直接傳給空氣，另一方

29、面又在冒氣，將水的分子蒸發(fā)擴(kuò)散到空氣中而帶走熱量（汽化潛熱），使熱開水不斷降溫，得以冷卻。必須指出：污氮吸濕是使水降溫的主要因素，因此污氮的相對(duì)濕度是影響冷卻效果的關(guān)鍵。這也是為什么有可能出現(xiàn)冷卻水出口溫度低于污氮進(jìn)口溫度的原因。23、空氣冷卻塔有哪幾種型式？空氣冷卻塔也是一種混合式換熱器。為了使冷卻水與空氣充分接觸、強(qiáng)烈混合，以增大傳熱面積，強(qiáng)化傳熱，通常采用的是“填料塔”或“篩板塔”。也有用空心噴淋塔的。24、水冷卻塔有哪幾種型式？水冷卻塔是一種混合式換熱器。目的是將冷卻空氣后溫度升高的冷卻水在冷卻塔中使之溫度降下來，以便供空氣冷卻塔循環(huán)使用。不同的型式都是力求增強(qiáng)傳熱，提高冷卻效果，同時(shí)

30、流動(dòng)阻力要盡可能小，使水不易結(jié)垢。我國(guó)大型空分設(shè)備選用的水冷卻塔的結(jié)構(gòu)大致有如下幾種型式：1、填料塔。早期是裝有瓷質(zhì)的拉西哥環(huán)，它的傳熱效果尚好，阻力也不大。但是在自清除低壓流程上使用，由于切換系統(tǒng)幾分鐘切換一次，在切換防空時(shí)，氣流對(duì)瓷環(huán)的沖擊較大，容易引起瓷環(huán)破損，阻力增加。也有改成塑料環(huán)的以增加強(qiáng)度。目前在600030000M3/H的空分設(shè)備上使用一種新型的填料塔，采用阿爾法鮑爾環(huán)或共軛環(huán)及階梯環(huán)。它具有流通量大、阻力小、傳熱效果好、強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)。熱端溫差在0.5左右，出水的負(fù)溫差（水溫低于氮?dú)鉁囟龋┛蛇_(dá)49，視氣液比而定。2、旋流板。它由幾塊金屬結(jié)構(gòu)的旋流塔板組成。這種結(jié)構(gòu)阻力小，不會(huì)損

31、壞，曾在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間作為改進(jìn)型使用。但傳熱效果不如調(diào)料塔。3、篩板塔。塔板采用孔徑和孔間距較大的淋降塔板。氮?dú)饧八紡暮Y孔通過。由于水冷卻塔不是連續(xù)、穩(wěn)定地工作，冷卻效果就不夠理想，所以現(xiàn)在就已不在采用了。25、冷凝蒸發(fā)器在空分設(shè)備中起什么作用？ 氧、氮的分離是通過精餾來實(shí)現(xiàn)的。精餾過程必須有上升蒸汽和下流液體。為了得到氧、氮產(chǎn)品，精餾過程是在上、下兩個(gè)塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙級(jí)精餾過程。冷凝蒸發(fā)器是聯(lián)系上下塔的紐帶。它用于上塔底部的回流下來的液氧和下塔頂部上升的氣氮之間熱交換。液氧在冷凝蒸發(fā)器中吸收熱量而蒸發(fā)為氣氧。其中一部分作為產(chǎn)品氣氧送出，而大部分（70%80%）供給上塔，作為精餾用的上升蒸氣。氣氮在

32、冷凝蒸發(fā)器內(nèi)放出熱量而冷凝成液氮。一部分直接作為下塔的回流液，一部分經(jīng)節(jié)流降壓后供至上塔頂部，作為上塔的回流液，參與精餾過程。由于下塔的壓力高于上塔的壓力，所以下塔氣氮的飽和溫度反而高于上塔液氧的飽和溫度。液氧吸收溫度較高的氣氮放出的冷凝潛熱而蒸發(fā)。因此而得名叫“冷凝蒸發(fā)器”， 冷凝蒸發(fā)器是精餾系統(tǒng)中必不可少的重要換熱設(shè)備。它工作的好壞關(guān)系到整個(gè)空分裝置的動(dòng)力消耗和正常生產(chǎn)。所以需要正確操作和維護(hù)好冷凝蒸發(fā)器。26、冷凝蒸發(fā)器溫差的大小受什么因素影響？冷凝蒸發(fā)器一般是指氣氮和液氧的平均傳熱溫差。它是基于氧和氮在不同的壓力及純度下的沸點(diǎn)不同而建立起來的。因此，冷凝蒸發(fā)器溫差的大小受氧和氮的純度和

33、上、下塔壓力變化的影響。對(duì)于液氧的蒸發(fā)過程，當(dāng)壓力一定時(shí)，液氧的純度提高，蒸發(fā)溫度（沸點(diǎn)）就提高。對(duì)于氣氮的冷凝過程，當(dāng)壓力一定時(shí)，氣氮的純度提高，則冷凝溫度下降。由此可見，當(dāng)上、下塔壓力一定，提高液氧的純度會(huì)縮小主冷溫差，提高氣氮的純度也會(huì)縮小主冷的溫差。若氣氮的純度和壓力不變，在液氧純度一定的情況下，提高上塔壓力可使冷凝蒸發(fā)器的溫差縮小。在開車的積液階段，通常采用適當(dāng)提高上塔壓力、縮小主冷溫差的方法。來降低冷凝蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，以加快液體的積累。長(zhǎng)管式和板翅式冷凝蒸發(fā)器的平均溫差通常取1.61.8。正常運(yùn)轉(zhuǎn)中冷凝蒸發(fā)器的溫差基本上是不變的。當(dāng)冷凝蒸發(fā)器的傳熱面不足，或傳熱惡化時(shí)，溫差會(huì)擴(kuò)大，

34、反映出下塔壓力升高。冷凝蒸發(fā)器一般不裝設(shè)溫度計(jì)，液氧的溫度和氣氮的溫度，可根據(jù)其壓力和純度，由熱力性質(zhì)圖查得。實(shí)際操作中控制的都是上、下塔的壓力和氣氮、液氧的純度，以及液氧面的高度，而不是直接測(cè)定冷凝蒸發(fā)器的溫差。27、為什么冷凝蒸發(fā)器的傳熱面不足會(huì)影響氧產(chǎn)量？冷凝蒸發(fā)器的傳熱面不足，它的熱負(fù)荷就要降低，即傳熱量就要減少。因此，液氧的蒸發(fā)量就會(huì)減少，氣氮的冷凝量也相應(yīng)的減少，這會(huì)直接影響上、下塔的精餾工況，同時(shí)，下塔的進(jìn)氣量就會(huì)減少，空氣吃不進(jìn)，氧產(chǎn)量隨之要降低。此外，當(dāng)冷凝蒸發(fā)器的傳熱面不足時(shí)，要保證一定的熱負(fù)荷，勢(shì)必要靠提高下塔的壓力來增大傳熱溫差。根據(jù)空壓機(jī)的特性曲線，隨著排氣壓力的升高

35、，氣量也會(huì)減少，從而也會(huì)使氧產(chǎn)量減少。28、全低壓空分設(shè)備的冷凝蒸發(fā)器應(yīng)怎樣操作？在正常生產(chǎn)中，冷凝蒸發(fā)器的操作主要是保持液氧液面的高度上。引起主冷液面波動(dòng)的原因很多，但歸結(jié)起來是不外乎是冷量不平衡或液體量分配不當(dāng)造成的。對(duì)全低壓空分設(shè)備來說，增加或減少制冷量主要是靠增加或減少膨脹機(jī)的膨脹量（或改變機(jī)前壓力和轉(zhuǎn)速）來實(shí)現(xiàn)的。制冷量的多少是整個(gè)空分設(shè)備冷量平衡所要求的。制冷量大于需求量時(shí)，冷凝蒸發(fā)器的液面會(huì)升高，就應(yīng)相應(yīng)的減少制冷量。在液面降到合適高度時(shí)，還需要稍增加一點(diǎn)制冷量才能使其平衡、穩(wěn)定。如果裝置的冷損增加或由于其他原因制冷量小于需求量時(shí)，則冷凝蒸發(fā)器的液面會(huì)下降，就相應(yīng)的增加制冷量。當(dāng)

36、液面長(zhǎng)到合適的位置時(shí)還要稍微減少一點(diǎn)制冷量，才能使液面穩(wěn)定。這種操作是對(duì)指示滯后的人工反饋。冷凝蒸發(fā)器液面過高或過低時(shí)，還要看其他液面是否合適。如果冷凝蒸發(fā)器液氧液面過高而下塔液空過低，可能是由于打入上塔的液空量過大。此時(shí)應(yīng)關(guān)小液空節(jié)流閥。反之，若冷凝蒸發(fā)器液氧液面過低而下塔液空過高，則要開大液空節(jié)流閥，以保持冷凝蒸發(fā)器的液面穩(wěn)定。當(dāng)冷凝蒸發(fā)器液面過高時(shí)，可以排放一部分液氧。這不僅能使液面迅速下降，還可以清除一部分雜質(zhì)，有利于安全運(yùn)行。29什么叫易揮發(fā)組分。什么叫難揮發(fā)組分？對(duì)每一種液體，在一定的溫度下總有一部分液體分子會(huì)蒸發(fā)成蒸氣分子，蒸氣分子所產(chǎn)生的壓力叫蒸氣壓。如果溫度不變，蒸發(fā)過程最終

37、會(huì)達(dá)到平衡，蒸氣分子的數(shù)目不再增加。通常說達(dá)到了飽和蒸氣壓。對(duì)于同一種液體，每一個(gè)溫度只對(duì)應(yīng)有一個(gè)飽和蒸氣壓。對(duì)于不同物質(zhì)，由于分子間引力的不同，在同樣的溫度下蒸氣出來的分子數(shù)目也不相同，產(chǎn)生的飽和蒸氣壓也不同。 在同一溫度下，飽和蒸氣壓高的物質(zhì)說明它的分子從液體中蒸發(fā)的多，也就是容易揮發(fā)。反之，則是難以揮發(fā)。這里的“難”和“易”是相對(duì)而言的，例如，對(duì)由氧、氬、氮組成的混合液體，其中每一種成分組分。氮對(duì)于氧和氬來說，飽和蒸氣壓高，是易揮發(fā)組分，而氬與氮相比是難揮發(fā)組分，與氧相比又是易揮發(fā)組分。對(duì)難揮發(fā)組分來說，如果要讓他達(dá)到與易揮發(fā)組分有同樣的蒸氣壓，則必須提高它的溫度，讓它有更多的液體分子蒸

38、發(fā)出來。飽和蒸氣壓對(duì)應(yīng)的溫度叫飽和溫度。因此也可以說，在相同的飽和蒸氣壓下，難揮發(fā)組分對(duì)應(yīng)的飽和溫度高，易揮發(fā)組分對(duì)應(yīng)的飽和溫度低。30、什么叫精餾？精餾是利用兩種物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，多次地進(jìn)行混合蒸氣的部分冷凝和混合液體的部分蒸發(fā)的過程，以達(dá)到分離的目的。31、篩板的結(jié)構(gòu)如何，篩板的形式有幾種？篩板是由篩孔板、溢流斗、無孔板組成的。篩孔板上分布有許多小孔，蒸氣自下而上穿過小孔，經(jīng)塔板上的液體層傳熱、傳質(zhì)后上升。液體按照一定路線從塔板上流過，液體由穩(wěn)定流速的蒸氣托持著，經(jīng)溢流斗流到下一塊塔板的無孔板（受液盤）。液層的厚度由塔板上的進(jìn)口擋板和出口擋板高度來決定。 依據(jù)液體在塔板上的流動(dòng)方向，篩板的形

39、式分為對(duì)流、徑流、環(huán)流式，環(huán)流式還分為單溢流和雙溢流，如圖所示：液體在塔板上流動(dòng)路線長(zhǎng)，氣液接觸時(shí)間也長(zhǎng)，熱、質(zhì)交換充分，但是塔板阻力大，精餾分離的能耗升高。所以，中壓小型制氧機(jī)通常采用環(huán)流塔板，50M3/H制氧機(jī)多采用單溢流的環(huán)流板。300M3/H中壓制氧機(jī)采用雙溢流環(huán)流板。對(duì)于全低壓的制氧機(jī)，由于塔板阻力直接影響制氧機(jī)能耗，且環(huán)形塔板直徑大，因此，多數(shù)采用對(duì)流或徑流板。全低壓中、小型制氧機(jī)通常采用對(duì)流板；全低壓大型制氧機(jī)采用徑流板。32、溢流斗起什么作用？為了保證精餾塔內(nèi)精餾過程的進(jìn)行，必須有一定的下流液體沿塔板逐塊下流。對(duì)篩板塔，在塔板的溢流口處裝有溢流斗的作用，更主要是為了使上升蒸氣與

40、下流液體能在塔板上充分接觸，讓蒸氣穿過篩孔上升，而不會(huì)從溢流口處短路，即溢流斗可起到液封的作用。溢流斗下部位置低于增位板高度，液體在塔板上流動(dòng)，液面必然高于增位板高度，在溢流斗出口處造成“液封”，使蒸氣無法短路通過。同時(shí)，由于塔板下部的蒸氣壓力比上部高，要保證液體順利流下，也需要靠溢流斗內(nèi)積聚起液體，其液面比塔板上的液面高，靠液柱靜壓力下流。此外，溢流斗還可以起到分離下流液夾帶的蒸氣泡的作用，防止經(jīng)過精餾提高了氮純度的氣體又返回到氮濃度較低的塔板上。由此可見，溢流斗對(duì)保證精餾過程的正常進(jìn)行起著重要的作用，制造時(shí)應(yīng)保證工藝要求。33、規(guī)整填料精餾塔與篩板塔相比有什么特點(diǎn)？精餾塔分為篩板塔和填料塔

41、兩大類。填料塔又分為散堆填料和規(guī)整填料兩種，篩板塔雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，宜于放大，在空分設(shè)備中被廣泛采用。但是，隨著氣液傳熱、傳質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高效規(guī)整填料的研究，一些效率高、壓降小、持液量小的規(guī)整填料的開發(fā)，在近十多年內(nèi)，有逐步替代篩板塔的趨勢(shì)。規(guī)整填料由厚0.22MM的金屬波紋板組成，一塊塊排列起來的金屬波紋板低溫液體在每一塊填料表面都形成了一層液膜，與上升的蒸氣相接觸，進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)。規(guī)整填料的金屬比表面積約是填料是塔板的30倍，液氧持留量?jī)H為篩板的35%40%。而且因?yàn)榫s塔截面積比篩板塔小1/3，填料垂直排列，不存在水平方向濃度梯度的問題只要液體分布均勻，精餾效率較高，壓力降較小，

42、氣體穿過填料液膜的壓力差比穿過篩板液層的壓差要小的多，約只有50PA。上塔底部壓力的下降，必然導(dǎo)致下塔壓力降低，進(jìn)而主空壓機(jī)的出口壓力相應(yīng)降低，使整套空分的能耗降低。同時(shí)，規(guī)整填料液體的滯留量小，因此，對(duì)負(fù)荷變化的應(yīng)變能力較強(qiáng)。歸納起來，規(guī)整填料塔與篩板塔相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1、壓降非常小。氣相在填料中的液相膜表面進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，不存在塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下，規(guī)整填料的阻力只有相應(yīng)篩板塔阻力的1/51/6；2、熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率高；3、操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，所以負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍可以在30%110%，篩板塔的調(diào)節(jié)范圍在70%10

43、0%；4、液體滯留量少，啟動(dòng)和負(fù)荷調(diào)節(jié)速度快；5、可節(jié)約能源。由于阻力小，空氣進(jìn)塔壓力可降低0.07MPA左右，因而使空氣壓縮能耗減少6.5%左右；6、塔徑可以減小。此外，應(yīng)用規(guī)整填料后，由于當(dāng)量理論塔板的壓差減小，全精餾制氬可能實(shí)現(xiàn)，氬提取率提高10%15%左右。規(guī)整填料精餾塔一般分為35段填料層，每段之間有液體收集器和再分布器，傳統(tǒng)篩板塔的板間距為110160MM，而規(guī)整填料的等板高度為250300MM，因此填料塔的高度會(huì)增加。一般都選用鋁作為規(guī)整填料的材料，這樣可減輕重量和減少費(fèi)用，但必須控制好填料金屬表面殘留潤(rùn)滑油量小于50mg/m3。在這樣的條件下，可認(rèn)為鋁填料塔和鋁篩板塔用于氧精餾

44、是同樣安全的。當(dāng)然，規(guī)整填料的成本要比篩板塔高，塔身也較高。但是，它的優(yōu)點(diǎn)是突出的，所以進(jìn)入90年代后，許多空分設(shè)備廠首先在上塔和氬塔用規(guī)整填料替代了篩板塔，并有進(jìn)一步在下塔也加以使用的趨勢(shì)。34、為什么精餾塔下塔一般不以規(guī)整填料塔取代篩板塔？規(guī)整填料塔的每1M填料相當(dāng)?shù)睦碚撍鍞?shù)與上升氣體的空塔流速成反比，與氣體的密度的1/2次方成反比。由于下塔的壓力高，氣體的密度大，當(dāng)處理的氣量和塔徑一定時(shí)，每米填料的理論塔板數(shù)減少，即需要有較高的下塔才能滿足要求，這將使阻力增大，能耗增加；如果靠增大塔徑來降低流速，提高每米填料的理論塔板數(shù)，則會(huì)增加下塔的投資成本。因此下塔是否采用規(guī)整填料，需要權(quán)衡利弊。

45、目前還是以采用篩板塔居多。35、下塔液空的氧純度是怎樣規(guī)定的，它對(duì)精餾過程的影響如何？下塔液空主要來自從下部第一塊塔板流下的液體。從上一塊塔板上流下的液體與進(jìn)塔的空氣在第一塊塔板上接觸，部分液體蒸發(fā)，液體中的氧濃度有所增高后再流入液釜的。但是，它的氧濃度受到進(jìn)塔空氣的氧濃度（20.9%O2）的限制，總要比它的平衡濃度低一些。例如，當(dāng)下塔壓力為0.55MPA時(shí)，與含氧20.9%的蒸氣相平衡的液體中氧濃度為40.8%，而實(shí)際液空中氧濃度應(yīng)低于這個(gè)值。平衡濃度與壓力有關(guān)。隨著壓力的提高，平衡濃度降低，液空中氧濃度也隨之減小。例如當(dāng)壓力為0.6MPA時(shí)，液體中的平衡濃度為40.1%O2。此外，根據(jù)塔的

46、能量平衡，進(jìn)塔空氣應(yīng)是含濕的。對(duì)于中壓流程的制氧機(jī)，膨脹空氣有節(jié)流空氣混合后應(yīng)含有部分液體；對(duì)于低壓流程的制氧機(jī)，切換式換熱器冷端空氣是稍有過熱的，則必須使一部分空氣在液化器中液化，使其綜合狀態(tài)是含濕的。裝置的冷損越大，或生產(chǎn)液體產(chǎn)品，則要求進(jìn)塔空氣含濕越大。而進(jìn)塔的這部分液體中的氧濃度是較低的，因此，含濕的大小將影響到液空的氧濃度。冷損越大，液空的氧濃度越低。例如，對(duì)生產(chǎn)氣氧的設(shè)備，液空的氧濃度為3840%O2；對(duì)于生產(chǎn)液氧的設(shè)備，液空的氧濃度為3537%O2。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，液空的氧純度還受下塔物料平衡的制約。如果液氮調(diào)節(jié)閥關(guān)的過小，液空量增加，液空氧純度就必然下降，而液氮純度會(huì)上升。反之，

47、則液空的氧純度提高。液空氧純度的高低對(duì)精餾是有影響的，其影響程度不能籠統(tǒng)而言，應(yīng)做具體分析。例如，在液氮純度保持不變及回流量一定的情況下，液空純度越高，則氧氣純度提高，液空純度越低，則氧氣純度難以提高。當(dāng)然，這還要看上塔是否有潛力而異，操作人員最好按規(guī)定的指標(biāo)操作。36、什么叫回流比，它對(duì)精餾有什么影響？在空氣精餾中，回流比一般是指塔內(nèi)下流液體量與上升蒸氣量之比，它又稱為液氣比。而在化工生產(chǎn)中，回流比一般是指塔內(nèi)下流液體量與塔頂餾出液體量之比。精餾產(chǎn)品的純度，在塔板數(shù)一定的條件下，取決于回流比的大小。回流比大時(shí)所得到的氣相氮純度高，液相癢純度就低?；亓鞅刃r(shí)得到的氣相氮純度低，液相的氧純度高，

48、這是因?yàn)闇囟容^高的上升氣與溫度較低的下流液體在塔板上混合，進(jìn)行熱、質(zhì)交換后，在理想情況下它們的溫度可趨于一致，即達(dá)到同一個(gè)溫度。這個(gè)溫度介于原來的氣、液溫度之間。如果回流比大，即下流的冷液體多或者上升的蒸氣少時(shí)，則氣液混合溫度必然偏于低溫液體一邊，于是上升蒸氣的溫降就大，蒸氣冷凝得就多。因氧是難揮發(fā)組分，故氧組分冷凝下來相應(yīng)也較多些，這樣離開塔板的上升氣體的氮濃度也提高的快。每塊塔板都是如此，因此在塔頂?shù)玫降臍怏w含氮純度就高。另一方面，因?yàn)闅庖夯旌蠝囟绕诘蜏匾后w一邊，于是下流液體的溫升就小，液體蒸發(fā)的也少，因而液體中蒸發(fā)出來的氮組分相應(yīng)也少些，這樣離開塔板的下流液體中氧純度就提高的慢。每塊塔

49、板都是如此，因而在塔底得到的液體的氧濃度就低。回流比小時(shí)則與上述情況相反，不再重復(fù)，精餾工況的調(diào)整，實(shí)際上主要就是改變塔內(nèi)各部位的回流比大小。操作工人常說的精餾塔塔溫高，實(shí)際上就是指回流比小，塔溫低，就是回流比大的情況。37、為什么下塔液氮取出量越大，液氮純度越低，而液空純度會(huì)提高呢？在進(jìn)塔氣量和進(jìn)氣狀態(tài)以及膨脹氣量和操作壓力一定的情況下，冷凝蒸發(fā)器熱負(fù)荷基本上是一定的，即液氮的冷凝量一定。如果下塔液氮取出量加大，下塔回流液體量就要減少，下塔回流比也就相應(yīng)減少，因而塔板上的氣液混合溫度就要升高，上升蒸氣在每塊塔板的溫降就要減小。這樣上升蒸氣部分冷凝就不充分，蒸氣中氧組分冷凝下來的就少，于是在塔

50、頂?shù)玫降臍獾募兌染徒档?，到冷凝蒸發(fā)器后冷凝成的液氮純度也低。另一方面，由于各塊塔板上的氣液混合溫度升高，下流液體在各塊塔板上的溫升也增大。這樣，液體部分蒸發(fā)較為充分，下流液體中的氮組分蒸發(fā)出來的數(shù)量就相應(yīng)增加，因而液體的氧純度提高的快，故在塔底得到的液空純度就相應(yīng)提高。38、為什么說液氮節(jié)流閥可調(diào)節(jié)下塔液氮、液空的純度，而液空節(jié)流閥只能調(diào)節(jié)液空液面？空分設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中，只要進(jìn)塔空氣量及操作壓力以及冷損不變，冷凝蒸發(fā)器生成液氮量基本上一定。下塔液空和液氮的純度主要決定回流比的大小，而液氮節(jié)流閥的開度直接影響到下塔回流比。液氮節(jié)流閥開大，送到上塔的液氮量多了，下塔的回流液就少了，因而回流比相應(yīng)減少

51、，所以液空 的氧純度提高，液氮的純度降低。反之，關(guān)小液氮節(jié)流閥，送送到上塔的液氮量少了，下塔的回流液就多了，因而回流比相應(yīng)增加，所以液空 的氧純度降低，液氮的純度升高。而液空節(jié)流閥的開度，在一般情況下不能改變下塔的回流比，所以它不能調(diào)節(jié)液氮和液空的純度。但它的開度將影響到下塔液面的高低，而且影響到上塔的精餾工況。如果液空節(jié)流閥的開度剛好與生成的液空量相適應(yīng)，則下塔液面保持穩(wěn)定。如果開度小，則液空通過的數(shù)量就少，液空液面就要上升；反之液面下降。但液空節(jié)流閥的開度直接影響送到上塔液空量的多少，因而能改變上塔的回流比，從而影響上塔產(chǎn)品的純度。當(dāng)液空液面穩(wěn)定時(shí)，液空節(jié)流閥的開度將反映液空純度的高低。因

52、為液空節(jié)流閥的開度小，一定是下塔回流的液體量少，液空中氧純度升高。當(dāng)液空節(jié)流閥開度大時(shí)，則液空的氧純度降低。但是這不是液空節(jié)流閥調(diào)節(jié)的結(jié)果。當(dāng)下塔液空液面過低，通過液空節(jié)流閥夾帶有氣體時(shí)，則會(huì)使下塔的聲聲蒸氣減少，回流比增大，液空中氧純度下降。并且，它將對(duì)上塔精餾工況、氧氣的純度帶來較大的影響，這在操作中是不允許的。因此，控制液空液面本身也包含著確保精餾工況正常的意義。39、為什么說調(diào)整下塔純度是調(diào)整上塔產(chǎn)品純度的基礎(chǔ)？雙級(jí)精餾塔分離空氣是先將空氣字下塔分離成富氧液空和液氮，然后再送到上塔進(jìn)一步分離成純氧和純氮產(chǎn)品。由此可見，如果下塔提供的中間產(chǎn)品不合格，上塔是很難生產(chǎn)出純度和數(shù)量都合乎要求的

53、氧、氮產(chǎn)品的。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上塔時(shí)，是根據(jù)氧、氮產(chǎn)品的數(shù)量和一定的液空和液氮量計(jì)算出上塔的回流比，再根據(jù)液空和液氮的純度和回流比以及一定的操作壓力，確定為分離出合格產(chǎn)品所需要的塔板數(shù)。對(duì)全低壓流程的上塔，還需要考慮膨脹空氣的影響。也就是說，只有當(dāng)液空、液氮的數(shù)量和純度以及膨脹空氣入上塔的狀態(tài)和數(shù)量都符合要求，并在規(guī)定的操作壓力下，經(jīng)過這么多塊塔板的精餾，才能獲得純度和數(shù)量都合格的產(chǎn)品。如果液空和液氮的純度和數(shù)量改變了，上塔回流比一定會(huì)發(fā)生變化，如果還是用這么多塊塔板來進(jìn)行精餾，就不能得到純度和數(shù)量都符合要求的產(chǎn)品了。因此，下塔工況的調(diào)整就成為從上塔獲得合格產(chǎn)品的基礎(chǔ)。 40、怎樣控制液空、液氮

54、純度？下塔的液空、液氮是提供給上塔作為精餾的原料液，因此，下塔精餾是上塔精餾的基礎(chǔ)。妥善地控制液空、液氮純度的目的在于保證氧、氮產(chǎn)品的純度和產(chǎn)量。液空純度高時(shí)，氧氣常年度才能提高。液氮純度高而輸出量大時(shí)氮?dú)饧兌炔拍苓_(dá)到理想純度。但是，液空、液氮的是互相制約的一種純度高，另一種純度必然降低，并且，液空、液氮的純度和各自輸出量也互相制約，提高純度，流量必然減少。從以上種種制約可以看出，液空、液氮的純度和導(dǎo)出量有個(gè)平衡點(diǎn)，這就需要穩(wěn)步地、認(rèn)真地仔細(xì)尋求。下塔的操作要點(diǎn)在于控制液氮節(jié)流閥的開度。具體的說，就是要在液氮純度合乎上塔精餾要求的情況下，盡量地加大其導(dǎo)出量。這樣可以為上塔精餾段提供更多的回流液

55、，回流比的增大可使氮?dú)饧兌鹊玫奖Ｕ?，與此同時(shí)，下塔回流比也會(huì)因此而減少，液空純度會(huì)得到提高，進(jìn)而可以使氧氣純度得到提高。液氮節(jié)流閥究竟開到什么程度合適呢？這可以通過液氮純度與氣氮純度差額來判斷。在正常情況下，噴淋氮與上塔氣氮純度相等或者液氮稍低，允許液氮純度低于氣氮純度0.51%2%，純度越低，其差值俞大；純度越高，差額越小。當(dāng)氣氮純度高于99.9%時(shí)，則應(yīng)使液氮純度相當(dāng)于氣氮純度。如果發(fā)現(xiàn)液氮純度很高，而氣氮純度比液氮純度還低的情況，則說明導(dǎo)入上塔的液氮量太少，從而造成上塔頂部塔板的液體不足，精餾段回流比不夠，氮?dú)饧兌葻o法提高。同時(shí)，下塔也會(huì)因液氮節(jié)流閥開度太小，回流比增大，液空純度下降，進(jìn)

56、一步造成氧氣純度下降，此時(shí)，液氮節(jié)流閥開度必須加大。這時(shí)，液氮純度雖然會(huì)有所下降，但是氣氮的純度卻反而能提高。在具有污氮節(jié)流閥和純氮節(jié)流閥的流程中，在操作時(shí)，通常用污氮節(jié)流閥控制液空純度，而用液氮節(jié)流閥控制液氮純度。41、為什么在制取雙高純度產(chǎn)品時(shí)分餾塔中要抽取污液氮和污氣氮？因?yàn)樵诳辗炙?nèi)進(jìn)行的是三元混合物（氧-氮-氬）的分離，不抽氬餾分時(shí)，要得到高純度氮是不可能的。全低壓制氧機(jī)從上塔抽走污氣氮，實(shí)質(zhì)上就是抽氬餾分。為了保證切換式換熱器自清除的需要，作為返流氣體的污氣氮的數(shù)量比中壓制氧機(jī)抽取氬 餾分的量要多的多。為了保證氮?dú)猱a(chǎn)品的純度，要求從塔頂噴淋的液氮也有足夠高的純度（99.99%），對(duì)

57、下塔來說，為了從塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊旱?，又要保證底部液空的純度，從中部抽取一部分污氮，這對(duì)下塔精餾是有利的。它可使抽口以上的塔板有足夠大的回流比，以保證純液氮純度，同時(shí)使抽口以下的塔板回流比減少，有利于提高液空的氧純度。42、為什么全低壓空分設(shè)備能將膨脹空氣直接送入上塔？全低壓空分設(shè)備的冷量大部分靠膨脹機(jī)產(chǎn)生，而全低壓空分設(shè)備的工作壓力即為下塔的工作壓力。為0.550.65MPA。該壓力的氣體在膨脹機(jī)膨脹制冷后，壓力為0.13MPA左右，已不可能像中壓流程那樣送入下塔參與精餾。如果膨脹后的空氣只在熱交換器內(nèi)回收冷量，不參見精餾，則這部分加工空氣的氧、氮就不能提取，必將影響到氧、氮的產(chǎn)量和提取率。

58、 由于全低壓空分設(shè)備的上塔其精餾段的回流比大于最小回流比較多，就有可能利用多余回流液的精餾潛力。因此可將膨脹后的空氣直接送入上塔參與精餾，來回收膨脹空氣中的氧氮，以提高氧的提取率。由于全低壓空分設(shè)備將膨脹空氣直接送入上塔，因此，制冷量的變化將引起膨脹量的變化，必然要影響上塔的精餾。制冷與精餾的緊密聯(lián)系是全低壓空分設(shè)備的最大特點(diǎn)。43、空氣增壓膨脹流程制氧機(jī)為什么精餾的提取率高？ 在膨脹機(jī)中空氣膨脹推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而作功，空氣所做的功可以由制動(dòng)電機(jī)回收一部分為電能，也可以在葉輪的軸上安裝一個(gè)增壓輪，將空壓機(jī)出來的壓力為0.6MPA的空氣部分引入增壓輪增壓，使之壓力升高到0.91.1MPA，再進(jìn)入膨脹

59、機(jī)膨脹，膨脹到0.130.14MPA引入上塔。增壓膨脹的實(shí)質(zhì)是將膨脹空氣所做的功回收給膨脹工質(zhì)本身。增壓后的膨脹空氣將從0.91.1MPA膨脹至0.130.14MPA，其單位制冷量增加，在制氧機(jī)補(bǔ)償同樣冷損的前提下，所需要的膨脹量大大減少，即吹入上塔的過熱膨脹空氣量大為減小。它可使上塔精餾段的回流比相對(duì)較大，氣相中的氧組分冷凝充分，從而氣氮純度高，隨氮帶出的氧量減少，可以提高氧的提取率。44、塔板阻力上如何形成的，它包括哪些部分？塔板阻力是指聲聲蒸氣穿過塔板篩孔和塔板上液層時(shí)產(chǎn)生的壓降。當(dāng)蒸氣穿過塔板篩孔時(shí)，由于流道面積發(fā)生變化而對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生阻力。這個(gè)阻力不管塔板上有無液體都是存在的，故又叫干塔

60、板阻力。它與蒸氣穿過篩孔的速度、篩板的開孔率以及孔的粗糙度等因素有關(guān)。其中，篩孔速度對(duì)它影響最大，它是與篩孔速度的平方成正比。其次，上升蒸氣還必須克服液體的表面張力形成的阻力，才能進(jìn)入和逸出液層，這個(gè)阻力叫表面張力阻力。它與液體的表面張力成正比，與篩孔的直徑成反比。此外上升蒸氣還要克服塔板上液層的靜壓力形成的阻力才能上升，這個(gè)阻力就是液柱靜壓力。它與液層厚度和液體的密度有關(guān)。由此可見，每塊塔板上產(chǎn)生的阻力就是由于塔板阻力、表面張力阻力、液柱靜壓力三部分組成，一般在200300PA。精餾塔內(nèi)測(cè)量的下塔阻力，上塔上部、中部、下部各段的阻力，分別是指各段內(nèi)每塊塔板阻力的總和。45、哪些因素會(huì)影響塔板