空分車間生產(chǎn)工藝與原理

空分車間生產(chǎn)工藝與原理;裝置壽命:≥20年;開車時(shí)間:在全部解凍后,到達(dá)設(shè)計(jì)產(chǎn)量的開車時(shí)間約36小時(shí);臨時(shí)停車后開車時(shí)間:停車8小時(shí)后,4~6小時(shí)產(chǎn)氧;停車24小時(shí)后,8~10小時(shí)產(chǎn)氧;冷箱解凍時(shí)間:約36小時(shí)。

、裝置組成主要分兩局部:、、水冷塔1臺(tái)、冷卻水泵2臺(tái)、冷凍水泵2臺(tái)、過濾器5臺(tái)、、電加熱器2臺(tái)、程控切換閥1套、、增壓機(jī)后冷卻器2臺(tái)、〔污氮換熱器、氮換熱器、氧換熱器〕2臺(tái)、主冷凝蒸1015發(fā)器1臺(tái)、過冷器1臺(tái)、篩板下塔、規(guī)整填料上塔、保冷箱、消音器2臺(tái)、、汽化器1臺(tái)、,〔活塞壓縮機(jī),電機(jī)驅(qū)動(dòng),帶中間及末級(jí)冷卻器〕,無油潤(rùn)滑雙螺桿式壓縮機(jī),,噴油雙螺桿式壓縮機(jī),電機(jī)驅(qū)動(dòng)其他局部:主要有儀控、電控、化驗(yàn)分析等系統(tǒng)、空分用途空分車間的產(chǎn)品有氧氣、氮?dú)饧皟x表空氣,其用途主要有:氧氣:主要供合成氨系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化爐內(nèi)焦?fàn)t煤氣氧化燃燒氮?dú)?供全廠工藝系統(tǒng)吹掃、置換、升溫復(fù)原時(shí)使用儀表空氣:供全廠自動(dòng)化儀控系統(tǒng)使用、制氧工藝流程原料空氣在空氣過濾器中除去灰塵和機(jī)械雜質(zhì)后,。

壓縮后空氣進(jìn)入空氣冷卻塔進(jìn)展清洗和預(yù)冷卻,在空氣冷卻塔中,空氣從冷卻塔的下部進(jìn)入,分別與循環(huán)水系統(tǒng)來的冷卻水和經(jīng)過水冷塔及冷水機(jī)組來的10℃脫鹽水逆向接觸,降低溫度同時(shí)空氣中一局部酸性氣體溶解到水中后從空冷塔頂部出來。

空氣冷卻1015塔出口空氣溫度低于12℃。

另外空氣冷卻塔頂部設(shè)有絲網(wǎng)除霧器,以除去空氣中的夾帶水滴,避開游離水帶入純化系統(tǒng)。

空氣經(jīng)空冷塔降溫后進(jìn)入由自動(dòng)程序把握交替使用的分子篩純化器。

在此原料空氣中的、、等雜質(zhì)被分子篩吸附器去除凈化。

22凈化后的加工空氣分兩股,一股相當(dāng)于膨脹量的空氣進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)組增壓端增壓,然后被來自預(yù)冷系統(tǒng)冷凍水冷卻后進(jìn)入主換熱器。

主換熱器中膨脹空氣通道分為中部抽出和底部抽出兩股,膨脹空氣經(jīng)主換熱器兩局部抽出口混合后進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)組膨脹端,膨脹制冷后送入分餾塔上塔參加精餾;另一股大局部空氣直接進(jìn)入主換熱器,被返流產(chǎn)品氣體冷卻至飽和溫度進(jìn)入下塔。

空氣經(jīng)下塔初步精餾后,在下塔底部獲得液空,在下塔頂部獲得純氣氮,下塔頂部純氣氮在主冷中被上塔底部液氧冷卻后變?yōu)榧円旱?一局部回流至下塔的作回流液,另一局部由過冷器過冷后送入上塔精餾段作回流液。

下塔抽取的液空,由過冷器過冷后送入上塔作為提餾段回流液進(jìn)一步精餾后,在上塔底部獲得純氧,氣氧經(jīng)主換熱器復(fù)熱后出冷箱,經(jīng)氧氣壓縮機(jī)組加壓后進(jìn)入氧氣管網(wǎng)。

從上塔頂部得到的純氣氮,經(jīng)過冷器、主換熱器復(fù)熱后出冷箱,送至氮壓機(jī)壓縮后進(jìn)入工廠氮?dú)夤芫W(wǎng)。

從上塔頂部引出污氮?dú)?經(jīng)主換熱器復(fù)熱后出冷箱,一局部進(jìn)入電加熱器作為分子篩再生氣體,其余氣體送預(yù)冷系統(tǒng)水冷塔增濕后排入大氣。

2、空氣壓縮系統(tǒng)崗位任務(wù)將大氣中空氣除去灰塵和機(jī)械雜質(zhì)后,通過離心空壓機(jī)加壓至所需壓力,為裝置供應(yīng)所需原料氣。

1015工藝流程來自大氣的空氣經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵后,經(jīng)空壓機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉進(jìn)入空壓機(jī)一級(jí)進(jìn)展壓縮,壓縮后氣體經(jīng)一級(jí)冷器冷卻后進(jìn)入二級(jí),二級(jí)壓縮后經(jīng)二級(jí)冷器冷卻后進(jìn)入三級(jí),三級(jí)壓縮后經(jīng)末級(jí)冷卻到達(dá)工藝要求進(jìn)入后工序。

工作原理離心式空氣壓縮機(jī)在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下,帶動(dòng)具有葉輪的主軸旋轉(zhuǎn)使壓縮機(jī)葉輪對(duì)氣體做功,同時(shí)增大其壓力及動(dòng)能,然后在擴(kuò)壓器內(nèi)將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能,使空氣壓力進(jìn)一步提高。

該機(jī)組設(shè)置了進(jìn)口導(dǎo)葉用以把握入壓縮機(jī)流量。

為防止壓縮機(jī)“喘振”,機(jī)組設(shè)置防喘振系統(tǒng)。

并設(shè)有軸溫度、振動(dòng)、位移、潤(rùn)滑油壓力等檢測(cè)及聯(lián)鎖愛護(hù)裝置。

主要把握指標(biāo)空氣流量:≥250003;出口壓力:;出口溫度:≤80℃;自潔式過濾器壓降:≤650。

設(shè)備狀況空氣自潔式過濾器1臺(tái):帶有自動(dòng)反吹功能。

離心式空氣壓縮機(jī)組1套:含油系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電控及儀控系統(tǒng)。

10異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

氮水預(yù)冷系統(tǒng)崗位任務(wù)將離心壓縮機(jī)來的熱空氣通過冷卻水及冷凍水進(jìn)展冷卻,使其溫度降1015至10℃左右,同時(shí)洗滌空氣中少量灰塵及酸性氣體,為分子篩純化系統(tǒng)供應(yīng)合格的原料氣。

工藝流程從空壓機(jī)來的空氣進(jìn)入空冷塔的下部,自下而上穿過空冷塔的填料層。

來自水冷塔的冷凍水經(jīng)冷凍水泵加壓后進(jìn)入空冷塔上部噴淋而下,上升空氣與下降的冷凍水逆流接觸,使空氣得到冷卻和洗滌;再進(jìn)入分別器分別出游離水后入純化系統(tǒng)。

從空分裝置來的局部污氮?dú)饧暗獨(dú)膺M(jìn)入水冷塔下部,來自脫鹽水總管的脫鹽水經(jīng)水冷塔上部噴淋而下,污氮?dú)饧暗獨(dú)馀c穎水逆流接觸,使穎水溫度降至10℃左右。

污氮?dú)饧暗獨(dú)庠谒渌喜糠趴?穎水進(jìn)入冷凍水泵入口。

工作原理空冷塔:空氣與低溫水在空冷塔的填料中直接進(jìn)展逆流接觸,因溫度和濕度的不同,發(fā)生傳熱傳質(zhì)過程,使空氣得以冷卻。

水冷塔:脫鹽水與污氮?dú)饧暗獨(dú)庠谒渌奶盍现兄苯舆M(jìn)展逆流接觸,因溫度和濕度的不同,發(fā)生傳熱傳質(zhì)過程,使脫鹽水得以冷卻。

為防止帶水,當(dāng)液面過高或空氣壓力過大時(shí),裝置報(bào)警、連鎖動(dòng)作。

、主要把握指標(biāo)空氣出工序溫度:13℃〔10℃左右〕空氣壓力::30空冷塔液位為:1200水冷塔液位:12001015、設(shè)備狀況設(shè)備組成空冷塔1臺(tái)、水冷塔1臺(tái)、冷卻水泵2臺(tái)、冷凍水泵2臺(tái)、過濾器4臺(tái)、冷水機(jī)組1臺(tái)主設(shè)備——空冷塔、水冷塔構(gòu)造及功能介紹塔設(shè)備類型有板式塔、填料塔、濕壁塔、降膜塔、噴霧塔等。

其中最常用的是板式塔和填料塔。

我公司的空冷塔、水冷塔均承受填料塔,以下主要對(duì)填料塔作一介紹。

:填料塔組成及原理填料塔一般由筒體、填料、填料支架、氣體及液體分布器、中間支架、再分布器、進(jìn)出口管及人孔等部件組成。

液體通過液體分布器勻稱分布在填料頂層,在重力的作用下沿填料外表對(duì)下流淌,與在填料空隙中流淌的氣體相互接觸,產(chǎn)生傳熱和傳質(zhì)。

:筒體筒體一般由金屬板材組成。

依據(jù)安裝、檢修需要,可承受整體焊接或分節(jié)組裝構(gòu)造。

筒體各局部的壁厚既要滿意強(qiáng)度和剛度要求,又要滿意穩(wěn)定性要求。

:填料填料是填料塔的核心構(gòu)件,填料的效率主要取決于填料的流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能,而其性能由填料的材質(zhì)、大小及幾何形狀來準(zhǔn)備。

設(shè)計(jì)中要基于削減壓降、增大比外表積、增加流體湍動(dòng)性及填料的潤(rùn)濕性等要求要考慮。

填料按其裝填方式的不同可分為散堆及規(guī)整型填料,我公司的空冷1015塔、水冷塔均承受散堆填料,主要因其價(jià)格低廉。

散堆填料在塔內(nèi)的裝填方法有濕裝和干裝兩種,我公司承受較簡(jiǎn)潔的干裝。

:填料支承填料支承用于支撐填料。

它應(yīng)有如下:第一要有足夠的強(qiáng)度和剛度,能夠承重;其次要具有大于填料層空隙率的開孔率,防止在此首先發(fā)生液泛;第三要構(gòu)造合理,有利于氣液的分布、阻力小,好拆裝。

:液體分布器填料的傳質(zhì)過程要求其截面上氣液兩相流體能勻稱分布,從而實(shí)現(xiàn)親熱接觸、高效傳質(zhì),液體的初始分布至關(guān)重要。

理想的液體分布器應(yīng)具有以下條件:第一液體分布密度要?jiǎng)蚍Q;其次操作彈性要大,適應(yīng)性好;第三要為氣體供應(yīng)盡可能大的自由截面積,阻力小;第四不易產(chǎn)生霧沫夾帶,抗污垢性能好;第五構(gòu)造合理,便于制造、安裝、檢修;第六占塔內(nèi)體積要盡可能小。

:氣體進(jìn)出口管及人、手孔氣體進(jìn)出口管的設(shè)計(jì)主要考慮氣體分布勻稱、構(gòu)造簡(jiǎn)潔、便于制造安裝等。

人、手孔主要用于裝卸填料及內(nèi)件,因此應(yīng)留意其位置。

4、純化系統(tǒng)、崗位任務(wù)將預(yù)冷系統(tǒng)來的空氣通過吸附除去水分、二氧化碳、乙炔及烴類化合物后,成為合格的原料氣供應(yīng)分餾系統(tǒng)及膨脹機(jī)組。

、工藝流程預(yù)冷系統(tǒng)來的空氣經(jīng)過分子篩,把其中的水分、二氧化碳、乙炔及烴類化合物吸附潔凈后,成為合格的原料氣供應(yīng)分餾系統(tǒng)及膨脹機(jī)組。

分子1015篩吸附程序把握,分為吸附、泄壓、加溫、吹冷、充壓、并聯(lián)等幾個(gè)階段,再生用的污氮?dú)鈦碜苑逐s塔,加熱時(shí)承受電加熱器。

、工作原理空氣純化是利用分子篩的選擇性,依據(jù)變溫變壓吸附的原理,吸附空氣中的水蒸氣、二氧化碳、乙炔等有害成分。

分子篩純化系統(tǒng)由兩臺(tái)內(nèi)裝分子篩及鋁膠的吸附器及切換閥門構(gòu)成,鋁膠主要吸附空氣中水分,分子篩吸附空氣中二氧化碳、乙炔等有害成分,吸附過程在低溫、高壓下進(jìn)行。

由于分子篩吸附確定時(shí)間后到達(dá)飽和,需要對(duì)其進(jìn)展再生,再生過程在高溫、低壓下進(jìn)展,再生溫度約160~190℃。

當(dāng)一臺(tái)吸附器處于吸附階段時(shí),另一臺(tái)吸附器則處于再生階段,再生氣用來自分餾塔污氮?dú)狻?/p>

再生分為如下幾個(gè)階段:通過泄壓降低再生壓力、利用電加熱器對(duì)污氮?dú)馓岣邷囟?、通過冷吹到達(dá)下一次吸附的溫度、通過充壓、并聯(lián)來緩解對(duì)分子篩的沖擊,再生氣從消音器放空。

兩臺(tái)吸附