空分工藝流程簡介

1、關(guān)于空分工藝流程簡介第一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2內(nèi)容空分基礎(chǔ)知識空氣的組成及各組分性質(zhì)空氣分離的基本原理 空分主要設(shè)備及工藝流程介紹 空氣過濾器 空氣壓縮機(jī) 預(yù)冷系統(tǒng) 純化系統(tǒng) 空氣增壓機(jī) 膨脹機(jī) 冷箱 產(chǎn)品壓縮系統(tǒng) 液體后備系統(tǒng) 空分裝置產(chǎn)能數(shù)據(jù)第二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣的組成空氣的主要成分以及在常壓下的液化溫度 組分 含量 液化溫度K 液化溫度C 氮?dú)?78.08% 77.4 -195.8 氧氣 20.95% 90.2 -183.0 氬氣 0.934% 87.3 -185.9 氖氣 18.21 PPM 27.1 -246.1 氦氣 5.239 P

2、PM 4.2 -268.9 氪氣 1.14 PPM 119.8 -153.3 氙氣 0.087 PPM 165.0 -108.1 氫氣 0.5 PPM 20.4 -252.8第三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月氧、氮、氬的主要性質(zhì)氧氧氣是一種化學(xué)活潑性氣體，不可燃，但強(qiáng)烈助燃，無色，無味，無毒，不導(dǎo)電，不導(dǎo)熱(良好的絕熱體)，微溶于水，可以和除惰性氣體以外的極大多數(shù)物質(zhì) 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。液氧為淡藍(lán)色，略重于水的液體(1.142*1000kg/m3)。氧氣具有順磁性的特性。氧氣廣泛第用于煉鋼、煉鐵、有色金屬冶煉、煤 氣化，金屬切割、污水處理，造紙廠紙漿處理、 醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)。液氧可經(jīng)濟(jì)方

3、便地用于氧的儲存及運(yùn)輸 。第四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月氧、氮、氬的主要性質(zhì)氮氮?dú)馐且环N化學(xué)不活潑氣體，不可燃，不助燃， 無色，無味，無毒，不導(dǎo)電，不導(dǎo)熱(良好的絕熱體)，微溶于水。液氮是一種無色液體，略輕于水（0.81*1000kg/m3）。在一個(gè)大氣壓下， 液化溫度為-195.8 OC。氮?dú)饪捎糜诨市袠I(yè)，制造氮肥；用于化工和 玻璃行業(yè)作保護(hù)氣體；油田注氮(代替CO2, 氣驅(qū)) ;用于食品行業(yè)作食品保 鮮。液氮用于深度冷凍，用于經(jīng)濟(jì)方便地儲存及長 途輸送氮?dú)?。第五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月氧、氮、氬的主要性質(zhì)氬氬氣是一種稀有氣體、惰性氣體、單原子氣體，自 然

4、界中還未發(fā)現(xiàn)氬的化合物 。液氬的性質(zhì)類似于液氮，但比水略重(1.39*1000kg/m3)。氬氣是一種很好的保護(hù)氣體，廣泛用于作鈦金屬冶 煉的保護(hù)氣，合金鋼冶煉的保護(hù)氣，焊接保護(hù)氣、 制造硅晶片的保護(hù)氣以 及燈泡充氣等。液氬可經(jīng)濟(jì)方便地用于氬的儲存及運(yùn)輸。氬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大大高于氧氮?dú)狻５诹鶑?，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣中主要雜質(zhì)空氣中主要雜質(zhì)含量 組分 含量 液化溫度K 液化溫度C H2O 0.1%2.8% 273.15 0 CO2 350 PPM 196.6 -78.6 CH4 13 PPM 111.7 -161.5 NO 0.5 PPM CO 0.061 PPM O3 0.0

5、10.1 PPM C2H6 0.010.1 PPM C2H4 02 PPM C2H2 01 PPM C3H8 00.1 PPM C4H10 00.2 PPM C5H12 00.008 PPM第七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣中雜質(zhì)的性質(zhì)對空分設(shè)備影響最大的雜質(zhì)，除了灰塵外主要是水分、二氧化碳以及碳?xì)浠衔?。在常壓下，?dāng)溫度低于0時(shí)，水分將凝結(jié)成固體狀態(tài)(冰)，當(dāng)溫度低于零下78.6時(shí)，二氧化 碳將凝結(jié)成固體狀態(tài)(干冰)，而冷箱內(nèi)的空分設(shè)備一般均工作在零下170以下。碳?xì)浠衔?，特別是乙炔極易與液氧發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，引起爆炸。因此，清除空氣中的雜質(zhì)十分必要。第八張，PPT共二十

6、四頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣的主要組成部分是氧( O2 )，氮(N2 ) 以及 氬(AR)?？諝庵械闹饕s質(zhì)是水分(H2O),二氧化碳(CO2) 以及碳?xì)浠衔?CnHm)?？諝獾姆蛛x，就是除去空氣中的有害雜質(zhì)，并把混合氣體分離成氧、氮、氬等“純”氣體?？諝夥蛛x的基本原理是由于空氣中氧、氮、氬組分的泡點(diǎn)(露點(diǎn),沸點(diǎn))溫度不同，從而得以互相分離。 N2： -195.8 Ar: -185.9 O2: -183.0 空氣分離的基本原理精餾過程：在蒸餾的塔板上，將溫度較高的飽和蒸汽與溫度較低的飽和液體進(jìn)行充分接觸，則飽和蒸汽將放出熱量給飽和液體，飽和蒸汽放出熱量將部分冷凝，飽和液體將吸收熱量而部分蒸

7、發(fā)。飽和蒸汽在部分冷凝時(shí)，由于氧是高沸點(diǎn)組分，因而較多地冷凝，并進(jìn)入液相中，所以蒸汽中的低沸點(diǎn)組分氮的濃度有所提高，液體在部分蒸發(fā)過程中，由于氮是低沸點(diǎn)組分，因而較多地蒸發(fā)并進(jìn)入氣相，使液體中高沸點(diǎn)組分氧的濃度有所提高。第九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣分離簡圖第十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空壓機(jī)C01 增壓機(jī)C05液氧儲槽V40 液氬儲槽V30 冷箱 板式換熱器E01 膨脹機(jī)ET01/ET02 預(yù)冷系統(tǒng) 分子篩R01/R02 液氧備份泵 流程液體泵氮壓機(jī)1/2/3 號高壓和一臺中壓氧壓機(jī)1/2/3號液氮儲槽V503#/4#空分 產(chǎn)品壓縮機(jī) 后備系統(tǒng) 液氬備份泵

8、 液氮備份泵 空分主要設(shè)備（湛鋼制氧）第十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3#、4#空分裝置流程示意圖如下：大氣膨脹機(jī)增壓機(jī)分子篩預(yù)冷系統(tǒng)空壓機(jī)板式換熱器冷箱中壓氧氣液氧液氮液氬儲槽低壓氮?dú)獾獕簷C(jī)氧壓機(jī)中壓氮?dú)庥脩羝辗止に嚵鞒毯喗榈谑?，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空壓機(jī)入口過濾器空氣過濾器分為一級過濾和二級過濾，主要作用是除去灰塵、機(jī)械雜質(zhì)等。第十三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月空壓機(jī)作用：根據(jù)工藝流程的要求，把裝置所需的空氣量壓縮到所需的壓力（470kpa）。原理：空氣通過高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪后，壓力及速度得以提高。在葉輪出口的擴(kuò)壓器中，氣體流速降低，從而

9、使得壓力進(jìn)一步提高。第十四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月預(yù)冷系統(tǒng)（空冷塔、氮水塔、冷凍機(jī)）空冷塔：作用：空壓機(jī)四級出來的高溫壓縮空氣直接進(jìn)入到空冷塔與冷卻水接觸進(jìn)行換熱，通過水洗降溫和帶走部分固體和化學(xué)物質(zhì)。結(jié)構(gòu)：直接接觸的雙級冷卻塔，第一級為循環(huán)冷卻水，由冷卻水泵供水。第二級為冷凍水，由冷凍水泵供水。氮水塔：利用空分冷箱出來的污氮?dú)?、氮?dú)鈱⒀h(huán)冷卻水通過蒸發(fā)降溫，再通過水泵輸送到空冷塔（如冷凍水溫太高，可以再經(jīng)過冷凍機(jī)）作為第二級的冷凍水源。冷凍機(jī)：為空冷塔第二級冷凍水補(bǔ)充冷量。氮水塔出來的冷凍水，可以先經(jīng)過冷凍機(jī)再次降溫，然后再輸送至空冷塔。第十五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2

10、022年6月純化系統(tǒng)作用:清除空氣中的水、一氧化碳、二氧化碳、氫氣和碳?xì)浠衔锏入s質(zhì)，確?？辗之a(chǎn)品氧、氬和氮的純度。原理: 純化器內(nèi)充填有活性鋁及分子篩，根據(jù)其對不同的分子有不同的親和力這個(gè)特點(diǎn)，吸附水分、碳?xì)浠衔?、二氧化碳等雜質(zhì)。純化系統(tǒng)一般設(shè)置二只分子篩容器，一只工作時(shí)，另一只再生。分子篩第十六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月增壓機(jī)作用：根據(jù)工藝流程的要求，把裝置所需的空氣量壓縮到所需的壓力。原理：空氣通過高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪后，壓力及速度得以提高。在葉輪出口的擴(kuò)壓器中，氣體流速降低，從而使得壓力進(jìn)一步提高。備注：基本原理和空壓機(jī)一樣，只是空氣壓縮之后的壓力為2600kpa左右。第十

11、七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月膨脹機(jī)作用：為裝置提供冷量，以補(bǔ)充裝置冷損及液化產(chǎn)品冷量。液體的產(chǎn)量主要基于膨脹機(jī)的能力。原理：高壓氣體通過膨脹機(jī)時(shí)，推動(dòng)膨脹機(jī)葉輪對外做功，減少了氣體本身的內(nèi)能，降低了溫度。膨脹量：膨脹量越大，液體產(chǎn)量越大。膨脹壓差：膨脹機(jī)前后壓差越大，液體產(chǎn)量越大。效率：效率越高，單位體積氣體的制冷量越大第十八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月冷箱冷箱為方形或圓形的金屬結(jié)構(gòu)，一般為空分設(shè)備的最高標(biāo)志設(shè)備；其內(nèi)部包括主換熱器、上塔、下塔、主冷、液氧蒸發(fā)器、氬塔、液氬泵、液氮輸送泵及 液氧輸送泵以及閥門管道等。冷箱內(nèi)充填珠光砂以減少冷量損失。冷箱內(nèi)通過在塔板

12、和填料上發(fā)生的精餾作用實(shí)現(xiàn)對空氣的分離。第十九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月產(chǎn)品壓縮系統(tǒng)3臺高壓氧壓機(jī)：1號（30000m3/h）/2號（30000m3/h）/3號（45000m3/h）3臺高壓氮壓機(jī)：1號（12000m3/h）/1號（12000m3/h）/1號（22000m3/h）1臺中壓氮壓機(jī)：45000m3/h，兩用設(shè)備，既可以壓縮純氮，也可以壓縮污氮。氧壓機(jī)操作畫面氮壓機(jī)操作畫面第二十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月后備系統(tǒng)液氮后備：1個(gè)4000m3容積低壓儲罐，1個(gè)100中壓儲罐，1個(gè)60高壓儲罐 1臺50000m3/h中壓氮泵，1臺20000m3/h高壓氮泵。 低壓儲罐的液氮可以通過兩個(gè)泵分別充到兩個(gè)壓力罐，也可以直接進(jìn)入蒸汽汽化器蒸發(fā)送至管網(wǎng)。液氧后備：1個(gè)3000m3容積低壓儲罐，2臺60000m3/h高壓氧泵。 低壓儲罐的液氧通過高壓氧泵直接進(jìn)入蒸汽汽化器蒸發(fā)送至管網(wǎng)。液氬后備：1個(gè)2000m3容積低壓儲罐，2臺4000m3/h高壓氬泵。 低壓儲罐的液氬可以通過液體泵返回至冷箱板翅蒸發(fā)回收冷量后并入 管網(wǎng)，也可以直接進(jìn)入蒸汽汽化器蒸發(fā)送至管網(wǎng)