空分工藝培訓(xùn)教程課件

團(tuán)結(jié)、務(wù)實(shí)、追求卓越

二〇〇九年八月二十五日空分工藝團(tuán)結(jié)、務(wù)實(shí)、追求卓越

二〇〇九年八月二十五日空分培訓(xùn)目錄一、空氣分離的方法二、空氣的組成三、空氣分離的基本原理四、空分流程的技術(shù)發(fā)展五、空分流程特點(diǎn)六、空分裝置簡(jiǎn)介七、空分設(shè)計(jì)原則八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系九、空分主要技術(shù)性能指標(biāo)十、空分工藝流程空分培訓(xùn)目錄一、空氣分離的方法一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡(jiǎn)單說就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進(jìn)行分開，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過程?？辗址蛛x的方法和原理：空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起，通常要將它們分離出來比較困難，目前工業(yè)上主要有３種實(shí)現(xiàn)空氣分離方法。１）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為﹣１８３℃；氮的沸點(diǎn)為﹣１９６℃，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到﹣１７３℃以下的溫度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡(jiǎn)單說就是利用物理或者化空氣分離的方法和原理利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過程稱之為精餾過程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；２）吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)章，操作方便運(yùn)行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。３）膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過膜的速度比氮快的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。空氣分離的方法和原理利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的二、空氣的組成組分氧氮?dú)迥屎る措趸计渌肿邮絆2N2ArNeHeKrXeCO2氮氧化物水體積含量20.9378.030.9321.5～1.8×10-34.6～5.3×10-41.08×10-48×10-60.03重量含量23.175.61.2861.2×10-37×10-33

×10-44×10-50.046氣體密度1.4291.2501.734０.９０.１７８３.７４３５.８９６１.９７７沸點(diǎn)－182.97－195.79－185.86－246.08－268.938－153.4－108.11－78.44（升）二、空氣的組成組分氧氮?dú)迥屎る措趸计渌肿邮絆2N2A空氣的組成氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓下它們呈氣態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧被冷凝至－183℃，氮被冷凝至－196℃，氬被冷凝至－186℃即會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的沸點(diǎn)相差13℃，氬和氮的沸點(diǎn)相差10℃，空氣的分離就是充分利用其沸點(diǎn)的不同來將其進(jìn)行分離?？諝庵谐?、氮和氬外，還有氖、氦、氪、氙等稀有氣體，這些稀有氣體廣泛應(yīng)用在國(guó)防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取也直接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運(yùn)行能耗。目前大型的空分裝置都普遍帶無氫制氬工藝?？諝獾慕M成氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常三、空氣分離的基本原理空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體(空氣冷凝溫度－173℃),然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。壓縮空氣除去水分和二氧化碳等雜質(zhì)后，經(jīng)熱交換系統(tǒng)和增壓膨脹機(jī)制冷后進(jìn)入下塔，在塔板上氣體與液體接觸，由于氣、液之間溫度差的存在,在進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)交換時(shí),低沸點(diǎn)組分氮吸收熱量開始蒸發(fā),氮組分首先蒸發(fā)出來,溫度較高的氣體冷凝,放出冷凝熱,氣體冷凝時(shí),首先冷凝氧組分.這過程一直進(jìn)行到氣相和液相的溫度相等為止,也即氣、液處于平衡狀態(tài)。這時(shí),液相由于蒸發(fā),使氮組分減少,同時(shí)由于氣相冷凝的氧也進(jìn)入液相,因此液相的氧濃度增加了,同樣氣相由于冷凝,使氧組分減少,同時(shí)由于液相的氮進(jìn)入氣相,因此氣相的氮濃度增加了.多次的重復(fù)上述過程,氣相的氮濃度就不斷增加,液相的氧濃度三、空氣分離的基本原理空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣分離的基本原理也能不斷的增加.這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個(gè)精餾過程,從而將空氣中的氧和氮分離開來。空氣在下塔被初步精餾為氣氮、污液氮和富氧液空，以節(jié)流閥減壓降溫后送至上塔作為上塔的回流液，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精餾，最終在上塔頂部得到純氮?dú)猓虏康玫胶细竦囊貉醍a(chǎn)品。主冷凝蒸發(fā)器是連接上下塔實(shí)現(xiàn)精餾過程的紐帶，起到承上啟下的重要作用。根據(jù)壓力對(duì)應(yīng)液化溫度成正比的特性，在主冷凝蒸發(fā)器中通過液氧將壓力氮?dú)饫淠秊橐旱?，為上下塔提供回流液建立精餾工況，同時(shí)主冷氧側(cè)的液氧被蒸發(fā)成氣氧，進(jìn)入上塔作為上升蒸氣，主冷凝蒸發(fā)器換熱工況的平衡直接關(guān)系到精餾工況的穩(wěn)定?？諝夥蛛x的基本原理也能不斷的增加.這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝四、我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套設(shè)備，我國(guó)空分于1953年起步，經(jīng)過50多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進(jìn)，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨脹機(jī)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機(jī)的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機(jī)的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進(jìn)一步降低了空分設(shè)備的能耗，實(shí)現(xiàn)了全精餾無氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全等四、我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動(dòng)控制、變負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進(jìn)。第一代：高低壓循環(huán)，氮?dú)馔钙脚蛎?，吸收法除雜質(zhì)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(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(jī)的低壓循環(huán)；第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬。我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用五、現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)更有效，切換損失小，裝置設(shè)計(jì)連續(xù)運(yùn)行周期大于二年；采用規(guī)整填料上塔替代篩板上塔，使上塔阻力大大降低（只有篩板阻力的１／４），使空壓機(jī)的排氣壓力降低，裝置運(yùn)行能耗下降5％～7％；空分設(shè)備氧的提取率提高，氧氣純度在99.6％以上；精餾采用全精餾無氫制氬技術(shù)，氬塔采用規(guī)整填料塔，省略了制氫設(shè)備，流程簡(jiǎn)化，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用；五、現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)分子篩純化系統(tǒng)采用雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長(zhǎng)了分子篩的使用壽命和降低了床層阻力，使空分裝置運(yùn)行更安全可靠；采用高效增壓透平膨脹機(jī)技術(shù)，能很好的回收部分能量，膨脹機(jī)制冷效率在85％以上；采用ＤＣＳ控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中控、機(jī)房和就地一體化的控制，可有效地監(jiān)控整套空分設(shè)備的生產(chǎn)過程；現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)六、空分裝置簡(jiǎn)介整個(gè)空分界區(qū)可分為兩大塊：壓縮區(qū)域和精餾區(qū)域。壓縮區(qū)域包括一拖二空壓機(jī)組、儀表空氣壓縮機(jī)組以及和汽輪機(jī)相配套的全凝式空氣冷凝器；在精餾區(qū)域主要包括空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)以及液體貯存系統(tǒng)；六、空分裝置簡(jiǎn)介七、空分設(shè)計(jì)原則1)安全性好采用液氧內(nèi)壓縮流程，主冷凝器采用浴式結(jié)構(gòu)，全浸式操作，增加主冷液氧的循環(huán)倍率，防止碳?xì)浠衔锏仍谥骼鋼Q熱表面析出而引起的主冷爆炸；內(nèi)壓縮的液氧泵取代外壓縮的氧壓機(jī)極大減少火災(zāi)隱患；二臺(tái)液氧泵完全實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)啟動(dòng)與切換運(yùn)行程序，可有效地保證裝置的安全運(yùn)行與連續(xù)供氧；產(chǎn)品液氧在高壓下蒸發(fā)，使烴類物質(zhì)積累的可能性大大降低。2）可靠性高七、空分設(shè)計(jì)原則1)安全性好空分設(shè)計(jì)原則低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機(jī)采用進(jìn)口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可靠，液氧泵實(shí)現(xiàn)在線冷備，若運(yùn)行泵出故障則備用泵可在10秒鐘內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)達(dá)到工作負(fù)荷；本裝置產(chǎn)品為高壓氧氣，內(nèi)壓縮流程中的液氧泵取代外壓縮流程中的氧氣壓縮機(jī)，運(yùn)行可靠性大大增加；采用高效增壓透平膨脹機(jī)，有效的回收透平膨脹機(jī)產(chǎn)生的功，提高單位制冷量并有效的降低系統(tǒng)能耗；采用雙層床分子篩純化系統(tǒng),使裝置使用周期更長(zhǎng)．3）投資成本低，配置更合理采用內(nèi)壓縮流程后增壓機(jī)+低溫液體泵+高壓板式換熱器的投資比空分設(shè)計(jì)原則低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機(jī)采用進(jìn)口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品空分設(shè)計(jì)原則外壓縮的氧壓機(jī)低；主空壓機(jī)與增壓機(jī)共用一臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)備配置緊湊合理；低壓氮直接從下塔抽出，無需氮壓機(jī)進(jìn)行加壓，減少投資。4）采用先進(jìn)可靠的DCS控制系統(tǒng)；成套空分裝置采用DCS控制系統(tǒng)，關(guān)鍵控制點(diǎn)采取冗余配置，設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性高。5）流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。充分的利用富余的氮?dú)夂臀鄣獨(dú)饣厥掌淅淞?，根?jù)要求配置冷水機(jī)組；利用節(jié)能型蒸汽加熱器取代傳統(tǒng)的蒸汽加熱器，蒸汽消耗量得到有效降低，冷凝液充分回收?？辗衷O(shè)計(jì)原則外壓縮的氧壓機(jī)低；空分設(shè)計(jì)原則6)原料空氣壓縮機(jī)和增壓機(jī)特點(diǎn):采用先進(jìn)的透平壓縮機(jī)組產(chǎn)品，可充分保證機(jī)器具有先進(jìn)的性能指標(biāo)，降低系統(tǒng)總體能耗；原料空壓機(jī)配備高壓水葉輪清洗機(jī)構(gòu)，可方便地進(jìn)行葉輪的除垢清洗，提高壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。原料空壓機(jī)的入口，增壓機(jī)的一段與二段入口均帶入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可方便地進(jìn)行氣量的調(diào)整與變工況操作考慮到增壓機(jī)在流程中的特殊地位，采用進(jìn)、出口壓力與入口流量進(jìn)行防喘振控制，很好的實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的保護(hù)功能?？辗衷O(shè)計(jì)原則6)原料空氣壓縮機(jī)和增壓機(jī)特點(diǎn):八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置原始開車時(shí)，由動(dòng)力分廠為空分裝置提供驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)用的高壓蒸汽和蒸汽加熱器用的中壓蒸汽，空分裝置原始開車時(shí)為自己提供儀表氣源；空分裝置正常生產(chǎn)后，主要為下游氣化裝置提供氧氣，作為氣化裝置的原料氣參加反應(yīng)；壓力氮?dú)庵饕┫掠喂に嚿a(chǎn)使用，作為汽提氣、密封保護(hù)氣和吹掃用氣；八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置原始開車時(shí)，由動(dòng)力分廠為空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系高壓氮?dú)庵饕┫掠蝺艋b置開車升壓時(shí)使用。副產(chǎn)的工廠空氣供空分及下游所有化工區(qū)使用，作為儀表氣源和吹掃用氣?？辗盅b置與其它界區(qū)的聯(lián)系高壓氮?dú)庵饕┫掠蝺艋b置開車升壓時(shí)空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系聯(lián)系示意圖動(dòng)力空分氣化凈化甲烷化環(huán)境工程其它界區(qū)公用工程儀表氣、工廠空氣蒸汽氧、氮、儀表空氣循環(huán)冷卻水氮?dú)狻x表空氣、工廠氣空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系聯(lián)系示意圖動(dòng)力空分氣化凈化甲烷化環(huán)境九、空分技術(shù)性能指標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)量Nm3/h純度壓力MPaG備注氧氣48,00099.8O24.7內(nèi)壓縮液氧30099.8O20.16氮?dú)釯25,000≤10ppmO20.4下塔抽取氮?dú)釯I10,000≤10ppmO24.1開車時(shí)用氣量包含在氮?dú)釯中氮?dú)釯II55,000≤10ppmO20.008通水冷塔九、空分技術(shù)性能指標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)量Nm3/h純度壓力MPaG空分技術(shù)性能指標(biāo)液氮300≤10ppmO20.2儀表空氣6000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.7增壓機(jī)一級(jí)后抽出減壓裝置空氣5000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.4分子篩后抽出氣化爐開工空氣7000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.4氣化開車時(shí)使用、分子篩后抽出空分技術(shù)性能指標(biāo)液氮300≤10ppmO20.2儀表空空分流程框圖空壓機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品膨脹機(jī)增壓機(jī)貯存系統(tǒng)空分流程框圖空壓機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品膨24可編輯24可編輯十、空分工藝流程圖蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔

主冷壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)分子篩高壓氧氣污氮?dú)馊ニ渌謿鍤馕鄣獨(dú)馊シ肿雍Y水冷塔水冷塔液氧泵冷卻水增壓機(jī)下塔氮?dú)馐?、空分工藝流程圖蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔主空分工藝流程空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下塔、液氧內(nèi)壓縮流程，帶中壓空氣增壓透平膨脹機(jī)，采用規(guī)整填料上塔、增效氬塔工藝；原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過濾后的空氣進(jìn)入離心式空壓機(jī)，經(jīng)原料空氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入空氣冷卻塔冷卻。冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水?？諝庾韵露洗┻^空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)，又得到清洗；經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進(jìn)入切換使用的分子篩純化器，空氣中的二氧化碳、碳?xì)浠衔锖退直晃?。分子篩純化器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另一只再生。純化器的使用周期約為240分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換；凈化后的空氣分為兩股：一股進(jìn)入低壓板式換熱器，與空分工藝流程空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下空分工藝流程返流的氣體換熱后出換熱器底部后進(jìn)入下塔，另一股去空氣增壓機(jī)；進(jìn)入空氣增壓機(jī)的空氣經(jīng)增壓機(jī)第一段增壓后分為兩股：一股直接出增壓機(jī)，經(jīng)后過冷器冷卻后進(jìn)入膨脹機(jī)的增壓風(fēng)機(jī)中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓板式換熱器，再?gòu)母邏喊迨綋Q熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣進(jìn)入送入下塔；另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過冷器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓板式換熱器，與高壓液氧及返流污氮?dú)怏w換熱。這部分高壓空氣從換熱器底部抽出經(jīng)節(jié)流進(jìn)入下塔；空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過冷器過冷后節(jié)流進(jìn)入上塔。經(jīng)上塔進(jìn)一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)液氧泵空分工藝流程返流的氣體換熱后出換熱器底部后進(jìn)入下塔，另一股去空分工藝流程壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣管網(wǎng)。另抽取液氧送入液氧貯存系統(tǒng)；在下塔頂部獲得純液氮，送入液氮貯存系統(tǒng)；在下塔頂部抽取壓力氮?dú)?，?jīng)低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氮?dú)夤芫W(wǎng)；從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入增效粗氬塔，氬餾份經(jīng)增效粗氬塔精餾后得到粗氬氣。粗氬氣經(jīng)過低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，可以與污氮?dú)鈪R合去水冷塔也可以單獨(dú)作為粗氬氣產(chǎn)品；空分工藝流程壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣空分工藝流程從上塔頂部抽取低壓純氮?dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器復(fù)熱后送入水冷塔或送入用戶管網(wǎng)；從上塔上部引出污氮?dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復(fù)熱出冷箱后分成兩部分：一部分進(jìn)入分子篩系統(tǒng)的蒸汽加熱器，作為分子篩再生氣體，其余污氮?dú)馊ニ渌??？辗止に嚵鞒虖纳纤敳砍槿〉蛪杭兊獨(dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器自潔式空氣過濾器空氣過濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)行中，粉塵會(huì)造成機(jī)器內(nèi)部的葉輪、葉片等部件的磨損、腐蝕和結(jié)垢，縮短機(jī)器的使用壽命，因此設(shè)置空氣過濾器，清除掉空氣中的灰塵及雜質(zhì)。自潔式空氣過濾器空氣過濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓機(jī)自潔式空氣過濾器作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵。結(jié)構(gòu)：由高效過濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。原理：在吸氣負(fù)壓作用下，空氣穿過高效過濾筒，粉塵由于重力、靜電和接觸被阻留，凈化空氣進(jìn)入凈氣室?？蓪?duì)大于1UM以上的灰塵過濾效率達(dá)99.9%，濾筒上的灰塵通過專用噴頭吹除達(dá)到清除。自潔式空氣過濾器作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵。空壓機(jī)組空氣壓縮機(jī)

原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)作用：提供帶壓原料空氣。由汽輪機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)空壓機(jī)組空氣壓縮機(jī)原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)空壓機(jī)組空壓機(jī)組空壓機(jī)組離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，葉輪對(duì)氣體做功，使氣體獲得動(dòng)能，然后氣體在擴(kuò)壓器中速度下降，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，壓力得到進(jìn)一步提高的過程。汽輪機(jī)的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進(jìn)入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減少，動(dòng)能增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流沖擊動(dòng)葉片，使葉輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，同時(shí)蒸氣的溫度壓力下降。空氣經(jīng)自潔式過濾器過濾其中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵等，然后進(jìn)入原料空氣壓縮機(jī)經(jīng)過四級(jí)壓縮后，送至空氣冷卻塔冷卻。空壓機(jī)組離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的空壓機(jī)組來自分子篩純化器的空氣進(jìn)入循環(huán)增壓機(jī)，經(jīng)三級(jí)壓縮之后的空氣一部分抽出送到膨脹機(jī)的增壓端，另一部分進(jìn)入增壓機(jī)二段，繼續(xù)壓縮后在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后進(jìn)入下塔。空壓機(jī)組來自分子篩純化器的空氣進(jìn)入循環(huán)增壓機(jī)，經(jīng)三級(jí)壓縮之后空氣預(yù)冷系統(tǒng)空冷、水冷塔空氣冷卻塔作用：用來降低進(jìn)分子篩吸附器的空氣溫度與含水量，把空壓機(jī)出來的高溫氣體（<116℃）冷卻到17℃并使氣體得到洗滌；使用方式：空氣從空冷塔下部進(jìn)入，在填料表面與自上而下流過的冷卻水和常溫水進(jìn)行熱質(zhì)交換，使空氣冷卻并洗除空氣中的一些有害雜質(zhì)空氣預(yù)冷系統(tǒng)空冷、水冷塔空氣冷卻塔空氣預(yù)冷系統(tǒng)壓縮后的高溫空氣進(jìn)入空氣冷卻塔下部，由下向上穿過空氣冷卻塔中的傳熱傳質(zhì)單元，依次與常溫水和和冷卻水進(jìn)行逆流接觸而進(jìn)行傳熱傳質(zhì)以達(dá)到冷卻空氣的目的，并除去大部分水溶性有害物質(zhì)如NH3．SO2等。水冷塔利用來自冷箱內(nèi)污氮、氮?dú)夂牟伙柡托晕照舭l(fā)潛熱使循環(huán)水降溫；通過低溫水泵加壓送入空冷塔上部對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，空冷塔和水冷塔為堆散填料塔，水泵為多級(jí)臥式離心泵。空氣預(yù)冷系統(tǒng)壓縮后的高溫空氣進(jìn)入空氣冷卻塔下部，由下向上穿過分子篩純化系統(tǒng)分子篩吸附器作用：吸附空氣中水分、乙炔、CO2等碳?xì)浠衔?。結(jié)構(gòu)：臥式圓筒體，內(nèi)設(shè)支承柵架。使用方式：由于分子篩的吸附特性將空氣中的水份、乙炔、CO2等吸附，后被高溫氣體反向再生。分子篩吸附器成對(duì)交替使用，一只工作時(shí)，另一只被再生。分子篩純化系統(tǒng)分子篩吸附器作用：吸附空氣中水分、乙炔、CO2分子篩純化系統(tǒng)空氣由多組分組成，除氧氣、氮?dú)獾葰怏w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(zhì)。這些雜質(zhì)隨空氣進(jìn)入空壓機(jī)與空氣分離裝置中會(huì)到來較大危害，固體雜質(zhì)會(huì)磨損空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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(huì)凍結(jié)析出，將堵塞設(shè)備及氣體管道，致使空分裝置無法生產(chǎn)；乙炔進(jìn)入空分裝置后會(huì)導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，所以為了保證制氧機(jī)的安全運(yùn)行，清除這些雜質(zhì)是非常有必要的。分子篩吸附原理：經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣一般在１８℃左右進(jìn)入吸附器內(nèi)吸附純化。水分乙炔、二氧化碳都是極性或不飽和分子。分子篩對(duì)它們都有很強(qiáng)的親和力。分子篩的共吸附性能使它可以在吸水的同時(shí)還可以吸附其它分子篩純化系統(tǒng)空氣由多組分組成，除氧氣、氮?dú)獾葰怏w組分外，還分子篩純化系統(tǒng)物質(zhì)，這種親和力的順序是：H2O>C2H2>CO2。分子篩吸附系統(tǒng)采用長(zhǎng)周期，雙層床凈化技術(shù)，切換系統(tǒng)采用無沖擊切換控制技術(shù)，其作用是吸附空氣中的水份、二氧化碳、乙炔、丙稀、丙烷、重?zé)N等雜質(zhì)。分子篩吸附器采用雙層床結(jié)構(gòu)，底層活性氧化鋁床層可有效地保護(hù)分子篩，延長(zhǎng)分子篩使用壽命，同時(shí)采用雙層床也使吸附器再生阻力下降，再生溫度降低，節(jié)約了再生能耗。分子篩純化系統(tǒng)物質(zhì)，這種親和力的順序是：H2O>C2H增壓透平膨脹機(jī)膨脹機(jī)作用：膨脹機(jī)是空分設(shè)備的心臟部機(jī)之一，由氣體在膨脹機(jī)中等熵膨脹而制取冷量，正常生產(chǎn)中為系統(tǒng)補(bǔ)充冷損。工作原理：工質(zhì)在透平膨脹機(jī)的通流部分膨脹獲得動(dòng)能，并由工作輪軸端輸出外功，因而降低了膨脹機(jī)出口工質(zhì)的內(nèi)能和溫度。增壓透平膨脹機(jī)膨脹機(jī)增壓透平膨脹機(jī)增壓透平膨脹機(jī)空氣精餾系統(tǒng)空氣的精餾過程：利用氧、氮的沸點(diǎn)不同，混合液體吸收上升蒸汽的熱量而部分蒸發(fā)，沸點(diǎn)較低的氮較多的蒸發(fā)，而上升蒸汽在放出熱量而部分冷凝，沸點(diǎn)較高的氧較多的冷凝，這樣蒸氣中的氮濃度越來超高，液體中的氧濃度也越來越高，這樣通過多次的部分蒸發(fā)與部分冷凝來完成整個(gè)精餾過程，從而將空氣中的氧和氮分離開來。分餾塔系統(tǒng)是空分裝置的核心系統(tǒng)，其作用是利用低溫精餾法將原料空氣分離為氧、氮產(chǎn)品。分餾塔系統(tǒng)采用規(guī)整填料塔技術(shù)，具有氧提取率高，能耗低，下塔采用專用于大型空分設(shè)備的四溢流塔板技術(shù)流程，設(shè)置增加粗氬增效塔，提高空分氧提取率，減少原料空壓機(jī)的排量，降低能耗。空氣精餾系統(tǒng)空氣的精餾過程：空氣精餾系統(tǒng)采用全浸式操作方式，不會(huì)產(chǎn)生干蒸發(fā)，使單元內(nèi)部液氧中碳?xì)浠衔锊粷饪s。當(dāng)液氧操作液位低于主冷凝蒸發(fā)器板式單元高度的80%時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)立即報(bào)警。采用截距較大的翅片，使液氧流動(dòng)更通暢不易堵塞通道，并降低微小顆粒所產(chǎn)生的靜電，從結(jié)構(gòu)上根本解決了主冷內(nèi)部的安全防爆問題。在液氧側(cè)設(shè)有接地保護(hù)裝置。在整個(gè)液氧大池中，保持液氧側(cè)較高的循環(huán)倍率，并通過加大液氧排放量使液氧底部不會(huì)出現(xiàn)易燃化合物的凝結(jié)?？諝饩s系統(tǒng)采用全浸式操作方式，不會(huì)產(chǎn)生干蒸發(fā)，使單元內(nèi)部液空分系統(tǒng)流程圖

蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔

主冷壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)分子篩高壓氧氣污氮?dú)馊ニ渌謿鍤馕鄣獨(dú)馊シ肿雍Y水冷塔水冷塔液氧泵冷卻水增壓機(jī)下塔氮?dú)饪辗窒到y(tǒng)流程圖蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔主冷謝謝大家?。≈x謝大家?。?7可編輯47可編輯團(tuán)結(jié)、務(wù)實(shí)、追求卓越

二〇〇九年八月二十五日空分工藝團(tuán)結(jié)、務(wù)實(shí)、追求卓越

二〇〇九年八月二十五日空分培訓(xùn)目錄一、空氣分離的方法二、空氣的組成三、空氣分離的基本原理四、空分流程的技術(shù)發(fā)展五、空分流程特點(diǎn)六、空分裝置簡(jiǎn)介七、空分設(shè)計(jì)原則八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系九、空分主要技術(shù)性能指標(biāo)十、空分工藝流程空分培訓(xùn)目錄一、空氣分離的方法一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡(jiǎn)單說就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進(jìn)行分開，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過程。空分分離的方法和原理：空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起，通常要將它們分離出來比較困難，目前工業(yè)上主要有３種實(shí)現(xiàn)空氣分離方法。１）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為﹣１８３℃；氮的沸點(diǎn)為﹣１９６℃，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到﹣１７３℃以下的溫度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡(jiǎn)單說就是利用物理或者化空氣分離的方法和原理利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過程稱之為精餾過程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；２）吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)章，操作方便運(yùn)行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。３）膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過膜的速度比氮快的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品?？諝夥蛛x的方法和原理利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的二、空氣的組成組分氧氮?dú)迥屎る措趸计渌肿邮絆2N2ArNeHeKrXeCO2氮氧化物水體積含量20.9378.030.9321.5～1.8×10-34.6～5.3×10-41.08×10-48×10-60.03重量含量23.175.61.2861.2×10-37×10-33

×10-44×10-50.046氣體密度1.4291.2501.734０.９０.１７８３.７４３５.８９６１.９７７沸點(diǎn)－182.97－195.79－185.86－246.08－268.938－153.4－108.11－78.44（升）二、空氣的組成組分氧氮?dú)迥屎る措趸计渌肿邮絆2N2A空氣的組成氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓下它們呈氣態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧被冷凝至－183℃，氮被冷凝至－196℃，氬被冷凝至－186℃即會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的沸點(diǎn)相差13℃，氬和氮的沸點(diǎn)相差10℃，空氣的分離就是充分利用其沸點(diǎn)的不同來將其進(jìn)行分離。空氣中除氧、氮和氬外，還有氖、氦、氪、氙等稀有氣體，這些稀有氣體廣泛應(yīng)用在國(guó)防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取也直接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運(yùn)行能耗。目前大型的空分裝置都普遍帶無氫制氬工藝?？諝獾慕M成氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常三、空氣分離的基本原理空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體(空氣冷凝溫度－173℃),然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。壓縮空氣除去水分和二氧化碳等雜質(zhì)后，經(jīng)熱交換系統(tǒng)和增壓膨脹機(jī)制冷后進(jìn)入下塔，在塔板上氣體與液體接觸，由于氣、液之間溫度差的存在,在進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)交換時(shí),低沸點(diǎn)組分氮吸收熱量開始蒸發(fā),氮組分首先蒸發(fā)出來,溫度較高的氣體冷凝,放出冷凝熱,氣體冷凝時(shí),首先冷凝氧組分.這過程一直進(jìn)行到氣相和液相的溫度相等為止,也即氣、液處于平衡狀態(tài)。這時(shí),液相由于蒸發(fā),使氮組分減少,同時(shí)由于氣相冷凝的氧也進(jìn)入液相,因此液相的氧濃度增加了,同樣氣相由于冷凝,使氧組分減少,同時(shí)由于液相的氮進(jìn)入氣相,因此氣相的氮濃度增加了.多次的重復(fù)上述過程,氣相的氮濃度就不斷增加,液相的氧濃度三、空氣分離的基本原理空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣分離的基本原理也能不斷的增加.這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個(gè)精餾過程,從而將空氣中的氧和氮分離開來?？諝庠谙滤怀醪骄s為氣氮、污液氮和富氧液空，以節(jié)流閥減壓降溫后送至上塔作為上塔的回流液，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精餾，最終在上塔頂部得到純氮?dú)猓虏康玫胶细竦囊貉醍a(chǎn)品。主冷凝蒸發(fā)器是連接上下塔實(shí)現(xiàn)精餾過程的紐帶，起到承上啟下的重要作用。根據(jù)壓力對(duì)應(yīng)液化溫度成正比的特性，在主冷凝蒸發(fā)器中通過液氧將壓力氮?dú)饫淠秊橐旱?，為上下塔提供回流液建立精餾工況，同時(shí)主冷氧側(cè)的液氧被蒸發(fā)成氣氧，進(jìn)入上塔作為上升蒸氣，主冷凝蒸發(fā)器換熱工況的平衡直接關(guān)系到精餾工況的穩(wěn)定。空氣分離的基本原理也能不斷的增加.這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝四、我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套設(shè)備，我國(guó)空分于1953年起步，經(jīng)過50多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進(jìn)，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨脹機(jī)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機(jī)的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機(jī)的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進(jìn)一步降低了空分設(shè)備的能耗，實(shí)現(xiàn)了全精餾無氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全等四、我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動(dòng)控制、變負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進(jìn)。第一代：高低壓循環(huán)，氮?dú)馔钙脚蛎洠辗ǔs質(zhì)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(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(jī)的低壓循環(huán)；第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬。我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用五、現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)更有效，切換損失小，裝置設(shè)計(jì)連續(xù)運(yùn)行周期大于二年；采用規(guī)整填料上塔替代篩板上塔，使上塔阻力大大降低（只有篩板阻力的１／４），使空壓機(jī)的排氣壓力降低，裝置運(yùn)行能耗下降5％～7％；空分設(shè)備氧的提取率提高，氧氣純度在99.6％以上；精餾采用全精餾無氫制氬技術(shù)，氬塔采用規(guī)整填料塔，省略了制氫設(shè)備，流程簡(jiǎn)化，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用；五、現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)分子篩純化系統(tǒng)采用雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長(zhǎng)了分子篩的使用壽命和降低了床層阻力，使空分裝置運(yùn)行更安全可靠；采用高效增壓透平膨脹機(jī)技術(shù)，能很好的回收部分能量，膨脹機(jī)制冷效率在85％以上；采用ＤＣＳ控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中控、機(jī)房和就地一體化的控制，可有效地監(jiān)控整套空分設(shè)備的生產(chǎn)過程；現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)六、空分裝置簡(jiǎn)介整個(gè)空分界區(qū)可分為兩大塊：壓縮區(qū)域和精餾區(qū)域。壓縮區(qū)域包括一拖二空壓機(jī)組、儀表空氣壓縮機(jī)組以及和汽輪機(jī)相配套的全凝式空氣冷凝器；在精餾區(qū)域主要包括空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)制冷系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)以及液體貯存系統(tǒng)；六、空分裝置簡(jiǎn)介七、空分設(shè)計(jì)原則1)安全性好采用液氧內(nèi)壓縮流程，主冷凝器采用浴式結(jié)構(gòu)，全浸式操作，增加主冷液氧的循環(huán)倍率，防止碳?xì)浠衔锏仍谥骼鋼Q熱表面析出而引起的主冷爆炸；內(nèi)壓縮的液氧泵取代外壓縮的氧壓機(jī)極大減少火災(zāi)隱患；二臺(tái)液氧泵完全實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)啟動(dòng)與切換運(yùn)行程序，可有效地保證裝置的安全運(yùn)行與連續(xù)供氧；產(chǎn)品液氧在高壓下蒸發(fā)，使烴類物質(zhì)積累的可能性大大降低。2）可靠性高七、空分設(shè)計(jì)原則1)安全性好空分設(shè)計(jì)原則低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機(jī)采用進(jìn)口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可靠，液氧泵實(shí)現(xiàn)在線冷備，若運(yùn)行泵出故障則備用泵可在10秒鐘內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)達(dá)到工作負(fù)荷；本裝置產(chǎn)品為高壓氧氣，內(nèi)壓縮流程中的液氧泵取代外壓縮流程中的氧氣壓縮機(jī)，運(yùn)行可靠性大大增加；采用高效增壓透平膨脹機(jī)，有效的回收透平膨脹機(jī)產(chǎn)生的功，提高單位制冷量并有效的降低系統(tǒng)能耗；采用雙層床分子篩純化系統(tǒng),使裝置使用周期更長(zhǎng)．3）投資成本低，配置更合理采用內(nèi)壓縮流程后增壓機(jī)+低溫液體泵+高壓板式換熱器的投資比空分設(shè)計(jì)原則低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機(jī)采用進(jìn)口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品空分設(shè)計(jì)原則外壓縮的氧壓機(jī)低；主空壓機(jī)與增壓機(jī)共用一臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)備配置緊湊合理；低壓氮直接從下塔抽出，無需氮壓機(jī)進(jìn)行加壓，減少投資。4）采用先進(jìn)可靠的DCS控制系統(tǒng)；成套空分裝置采用DCS控制系統(tǒng)，關(guān)鍵控制點(diǎn)采取冗余配置，設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性高。5）流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。充分的利用富余的氮?dú)夂臀鄣獨(dú)饣厥掌淅淞浚鶕?jù)要求配置冷水機(jī)組；利用節(jié)能型蒸汽加熱器取代傳統(tǒng)的蒸汽加熱器，蒸汽消耗量得到有效降低，冷凝液充分回收。空分設(shè)計(jì)原則外壓縮的氧壓機(jī)低；空分設(shè)計(jì)原則6)原料空氣壓縮機(jī)和增壓機(jī)特點(diǎn):采用先進(jìn)的透平壓縮機(jī)組產(chǎn)品，可充分保證機(jī)器具有先進(jìn)的性能指標(biāo)，降低系統(tǒng)總體能耗；原料空壓機(jī)配備高壓水葉輪清洗機(jī)構(gòu)，可方便地進(jìn)行葉輪的除垢清洗，提高壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。原料空壓機(jī)的入口，增壓機(jī)的一段與二段入口均帶入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可方便地進(jìn)行氣量的調(diào)整與變工況操作考慮到增壓機(jī)在流程中的特殊地位，采用進(jìn)、出口壓力與入口流量進(jìn)行防喘振控制，很好的實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的保護(hù)功能?？辗衷O(shè)計(jì)原則6)原料空氣壓縮機(jī)和增壓機(jī)特點(diǎn):八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置原始開車時(shí)，由動(dòng)力分廠為空分裝置提供驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)用的高壓蒸汽和蒸汽加熱器用的中壓蒸汽，空分裝置原始開車時(shí)為自己提供儀表氣源；空分裝置正常生產(chǎn)后，主要為下游氣化裝置提供氧氣，作為氣化裝置的原料氣參加反應(yīng)；壓力氮?dú)庵饕┫掠喂に嚿a(chǎn)使用，作為汽提氣、密封保護(hù)氣和吹掃用氣；八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置原始開車時(shí)，由動(dòng)力分廠為空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系高壓氮?dú)庵饕┫掠蝺艋b置開車升壓時(shí)使用。副產(chǎn)的工廠空氣供空分及下游所有化工區(qū)使用，作為儀表氣源和吹掃用氣?？辗盅b置與其它界區(qū)的聯(lián)系高壓氮?dú)庵饕┫掠蝺艋b置開車升壓時(shí)空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系聯(lián)系示意圖動(dòng)力空分氣化凈化甲烷化環(huán)境工程其它界區(qū)公用工程儀表氣、工廠空氣蒸汽氧、氮、儀表空氣循環(huán)冷卻水氮?dú)狻x表空氣、工廠氣空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系聯(lián)系示意圖動(dòng)力空分氣化凈化甲烷化環(huán)境九、空分技術(shù)性能指標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)量Nm3/h純度壓力MPaG備注氧氣48,00099.8O24.7內(nèi)壓縮液氧30099.8O20.16氮?dú)釯25,000≤10ppmO20.4下塔抽取氮?dú)釯I10,000≤10ppmO24.1開車時(shí)用氣量包含在氮?dú)釯中氮?dú)釯II55,000≤10ppmO20.008通水冷塔九、空分技術(shù)性能指標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)量Nm3/h純度壓力MPaG空分技術(shù)性能指標(biāo)液氮300≤10ppmO20.2儀表空氣6000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.7增壓機(jī)一級(jí)后抽出減壓裝置空氣5000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.4分子篩后抽出氣化爐開工空氣7000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.4氣化開車時(shí)使用、分子篩后抽出空分技術(shù)性能指標(biāo)液氮300≤10ppmO20.2儀表空空分流程框圖空壓機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品膨脹機(jī)增壓機(jī)貯存系統(tǒng)空分流程框圖空壓機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品膨71可編輯24可編輯十、空分工藝流程圖蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔

主冷壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)分子篩高壓氧氣污氮?dú)馊ニ渌謿鍤馕鄣獨(dú)馊シ肿雍Y水冷塔水冷塔液氧泵冷卻水增壓機(jī)下塔氮?dú)馐?、空分工藝流程圖蒸汽空冷塔膨脹機(jī)汽輪機(jī)過冷器上塔增效塔主空分工藝流程空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下塔、液氧內(nèi)壓縮流程，帶中壓空氣增壓透平膨脹機(jī)，采用規(guī)整填料上塔、增效氬塔工藝；原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過濾后的空氣進(jìn)入離心式空壓機(jī)，經(jīng)原料空氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入空氣冷卻塔冷卻。冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水?？諝庾韵露洗┻^空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)，又得到清洗；經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進(jìn)入切換使用的分子篩純化器，空氣中的二氧化碳、碳?xì)浠衔锖退直晃?。分子篩純化器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另一只再生。純化器的使用周期約為240分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換；凈化后的空氣分為兩股：一股進(jìn)入低壓板式換熱器，與空分工藝流程空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下空分工藝流程返流的氣體換熱后出換熱器底部后進(jìn)入下塔，另一股去空氣增壓機(jī)；進(jìn)入空氣增壓機(jī)的空氣經(jīng)增壓機(jī)第一段增壓后分為兩股：一股直接出增壓機(jī)，經(jīng)后過冷器冷卻后進(jìn)入膨脹機(jī)的增壓風(fēng)機(jī)中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓板式換熱器，再?gòu)母邏喊迨綋Q熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣進(jìn)入送入下塔；另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過冷器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓板式換熱器，與高壓液氧及返流污氮?dú)怏w換熱。這部分高壓空氣從換熱器底部抽出經(jīng)節(jié)流進(jìn)入下塔；空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過冷器過冷后節(jié)流進(jìn)入上塔。經(jīng)上塔進(jìn)一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)液氧泵空分工藝流程返流的氣體換熱后出換熱器底部后進(jìn)入下塔，另一股去空分工藝流程壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣管網(wǎng)。另抽取液氧送入液氧貯存系統(tǒng)；在下塔頂部獲得純液氮，送入液氮貯存系統(tǒng)；在下塔頂部抽取壓力氮?dú)?，?jīng)低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氮?dú)夤芫W(wǎng)；從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入增效粗氬塔，氬餾份經(jīng)增效粗氬塔精餾后得到粗氬氣。粗氬氣經(jīng)過低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，可以與污氮?dú)鈪R合去水冷塔也可以單獨(dú)作為粗氬氣產(chǎn)品；空分工藝流程壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣空分工藝流程從上塔頂部抽取低壓純氮?dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器復(fù)熱后送入水冷塔或送入用戶管網(wǎng)；從上塔上部引出污氮?dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復(fù)熱出冷箱后分成兩部分：一部分進(jìn)入分子篩系統(tǒng)的蒸汽加熱器，作為分子篩再生氣體，其余污氮?dú)馊ニ渌？辗止に嚵鞒虖纳纤敳砍槿〉蛪杭兊獨(dú)饨?jīng)過冷器、低壓板式換熱器自潔式空氣過濾器空氣過濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)行中，粉塵會(huì)造成機(jī)器內(nèi)部的葉輪、葉片等部件的磨損、腐蝕和結(jié)垢，縮短機(jī)器的使用壽命，因此設(shè)置空氣過濾器，清除掉空氣中的灰塵及雜質(zhì)。自潔式空氣過濾器空氣過濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓機(jī)自潔式空氣過濾器作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵。結(jié)構(gòu)：由高效過濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。原理：在吸氣負(fù)壓作用下，空氣穿過高效過濾筒，粉塵由于重力、靜電和接觸被阻留，凈化空氣進(jìn)入凈氣室?？蓪?duì)大于1UM以上的灰塵過濾效率達(dá)99.9%，濾筒上的灰塵通過專用噴頭吹除達(dá)到清除。自潔式空氣過濾器作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵?？諌簷C(jī)組空氣壓縮機(jī)

原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)作用：提供帶壓原料空氣。由汽輪機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)空壓機(jī)組空氣壓縮機(jī)原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)空壓機(jī)組空壓機(jī)組空壓機(jī)組離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，葉輪對(duì)氣體做功，使氣體獲得動(dòng)能，然后氣體在擴(kuò)壓器中速度下降，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，壓力得到進(jìn)一步提高的過程。汽輪機(jī)的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進(jìn)入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減少，動(dòng)能增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流沖擊動(dòng)葉片，使葉輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，同時(shí)蒸氣的溫度壓力下降?？諝饨?jīng)自潔式過濾器過濾其中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵等，然后進(jìn)入原料空氣壓縮機(jī)經(jīng)過四級(jí)壓縮后，送至空氣冷卻塔冷卻?？諌簷C(jī)組離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的空壓機(jī)組來自分子篩純化器的空氣進(jìn)入循環(huán)增壓機(jī)，經(jīng)三級(jí)壓縮之后的空氣一部分抽出送到膨脹機(jī)的增壓端，另一部分進(jìn)入增壓機(jī)二段，繼續(xù)壓縮后在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后進(jìn)入下塔?？諌簷C(jī)組來自分子篩純化器的空氣進(jìn)入循環(huán)增壓機(jī)，經(jīng)三級(jí)壓縮之后空氣預(yù)冷系統(tǒng)空冷、水冷塔空氣冷卻塔作用：用來降低進(jìn)分子篩吸附器的空氣溫度與含水量，把空壓機(jī)出來的高溫氣體（<116℃）冷卻到17℃并使氣體得到洗滌；使用方式：空氣從空冷塔下部進(jìn)入，在填料表面與自上