制氧工藝及設(shè)備5.30ppt課件.ppt

1、制氧工藝及設(shè)備,1,工業(yè)制氧的方法 精餾概述 精餾設(shè)備（精餾塔） 制氧工藝流程 制氧設(shè)備,2,水電解法: 將水電解而產(chǎn)生氧氣 特點：可以同時生產(chǎn)氧氣和氫氣； 較危險，氫氣屬于易燃易爆氣體； 每生產(chǎn)1M3的氧氣同時可以生產(chǎn)氫氣2M3； 純度高； 耗電量大生產(chǎn)1M3的氧氣耗電量約1215度； 不適宜大量生產(chǎn)氧氣。,水電解法、化學(xué)法、 空氣分離法（低溫法、吸附法、膜分離法）,工業(yè)制氧的方法,3,工業(yè)制氧的方法,化學(xué)法: 將氯酸鉀加熱分解出氧氣，1公斤氯酸鉀能放出270升氧氣；氧化鋇加熱生成過氧化鋇，再加熱放出氧氣，2BaO+O2=2BaO2 2BaO2=2BaO+O2，1公斤氧化鋇可以制取100升氧

2、氣。 特 點：原料貴重，消耗量大； 生產(chǎn)能力??； 不適宜大量生產(chǎn)氧氣。,4,低溫法： 將空氣壓縮、冷卻，使空氣飽和液化，利用氧、氮組分的沸點差，用精餾的方法將氧氮分離，從而獲得高純度的氧和氮。低溫法是實現(xiàn)空氣分離是深冷與精餾的組合，是目前應(yīng)用最為廣泛的空氣分離方法，在國內(nèi)外的制氧行業(yè)中占統(tǒng)治地位。產(chǎn)量大：目前國內(nèi)最大的制氧機在寶鋼，制氧能力72000M3/h，國外最大的制氧機在巴西，制氧能力為110000M3/h。 特 點：氧氣和氮氣純度高； 氧氣的純度可達99.6%以上，氮氣純度可達99.999%； 電耗低； 適宜大規(guī)模生產(chǎn)； 可以同時生產(chǎn)氬氣等稀有氣體。,空氣分離法（低溫法、吸附法、膜分離

3、法）,工業(yè)制氧的方法,5,吸附法： 讓空氣通過分子篩吸附塔，利用分子篩對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。 特 點：流程簡單，常溫運行，設(shè)備便易，投資少； 全自動控制，制氧快速，能耗低，生產(chǎn)1M3氧 氣的能耗只有0.4KWH； 產(chǎn)品單一，不能同時生產(chǎn)氧和氮； 純度低，氧純度只有90%93%； 分子篩體積大，不適合大型化生產(chǎn)，一般用在小于4000M3/H氧氣的場合； 分子篩切換時間太短（兩分鐘），系統(tǒng)容易出故障，不適合連續(xù)運轉(zhuǎn)。,工業(yè)制氧的方法,6,膜分離法： 利用有機聚合膜的選擇滲透性，從氣體混合物中將氧、氮分離，獲得富氧氣體。原理（氧、氮、氬透過膜的速率不同，氧氬氮，氧氣透過

4、膜的速度約為氮氣的45倍；分離膜很薄，而且具有很多的微孔 ；分離膜對不同的氣體組分具有選擇透過性 ；不同氣體組分在分離膜中的溶解度和擴散系數(shù)不同 ；在膜中形成氣體濃度梯度） 特 點：產(chǎn)品純度低，氧純度只有4050%； 可以生產(chǎn)高純度的氮氣； 裝置簡單，操作方便； 運動元件及易損件少，運行較平衡； 分離膜易堵塞； 分離膜制造困難，價格高；不適合大型化生產(chǎn)。,工業(yè)制氧的方法,7,精餾概述,精餾原理（詞匯）,氣化 蒸發(fā) 沸騰 液化 物相 氣液相平衡 精餾,8,精餾概述,氣態(tài)化(氣化)：將物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)并伴隨著吸熱的過程稱為氣態(tài)化，也就是經(jīng)常簡稱的氣化。 蒸發(fā)：氣態(tài)化如果只是從液體的外部自由表面產(chǎn)

5、生，那么這種過程稱為蒸發(fā)，并且在任何一個溫度下可以取某一個速度進行。,9,精餾概述,沸騰：氣泡的生成如果不僅在液體的自由表面，并且在整個體積內(nèi)進行，這種氣態(tài)化稱為沸騰。與蒸發(fā)的區(qū)別在于沸騰是在特定的溫度(所謂的沸騰溫度或沸點)下進行。 液化（冷凝）：將物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)并伴隨著放熱的過程稱為液化或冷凝。,10,精餾概述,物相：如果系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值在系統(tǒng)所有各點都是一致或者作連續(xù)的變化而沒有突變，那么這種系統(tǒng)就稱為單相的或均一的系統(tǒng)。具有一定數(shù)量并在整個質(zhì)量中是物理性質(zhì)均一的物質(zhì)稱為物相。如果用任意的方法將物相分成幾部分，那么所有部分的狀態(tài)是相同的。,11,精餾概述,汽液相平衡,在封閉容器中,如

6、圖所示。在一定條件下，液相中各組分均有部分分子從界面逸出進入液面上方氣相空間，而氣相也有部分分子返回液面進入液相內(nèi)。經(jīng)長時間接觸，當(dāng)每個組分的分子從液相逸出與氣相返回的速度相同，或達到動平衡時，即該過程達到了相平衡。平衡時氣液兩相的組成之間的關(guān)系稱為相平衡關(guān)系。 它取決于體系的熱力學(xué)性質(zhì)，是蒸餾過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)和基本依據(jù)。 相平衡是物質(zhì)在各相之間分布的平衡。達到平衡之后，各相的組成和數(shù)量不隨時間改變.,12,精餾概述,精餾：先將氣體混合物冷凝為液體，然后按照各組分蒸發(fā)溫度的不同將他們分離的過程。 精餾的原理：將空氣冷凝為液體，然后按照各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。（通俗的講就是多次部分蒸發(fā)部

7、分冷凝）,在一個標準大氣壓下，氧被冷卻到90.188K，氮被冷卻到77.36K，氬被冷卻到87.29K都變成液態(tài)。 tT273.16,13,精餾概述,精餾原理,單組分汽液相平衡 壓力與溫度的關(guān)系式：P=(T) 飽和蒸汽壓曲線 汽液相平衡曲線,液相區(qū),氣相區(qū),氣相區(qū),臨界點,14,精餾概述,精餾原理,一次部分汽化,xF,x1,y1,加熱器,分離器,冷凝器,特點：分離效果差,15,精餾概述,精餾原理多次部分汽化,xF,x1,x2,x3,y1,y2,y3,y3,或xD,分離器,分離器,分離器,加熱器,加熱器,冷凝器,冷凝器,冷凝器,加熱器,16,精餾概述,精餾原理,xF,x1,x2,x3,y1,y2

8、,y3,y3,或xD,多次部分汽化的缺點： 流程過于龐大； 設(shè)備費用極高； 部分汽化需要加熱劑； 部分冷凝需要冷卻劑； 能量消耗大； 純產(chǎn)品的收率很低。,17,制氧精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),原料,V0,L1,V1,L0,Vn-1,Vn,Ln,Ln-1,L3,V2,Vn-2,冷源,加熱蒸汽,L0,L1,L2,V1,V2,V3,Vn-1,Ln-1,Vn,Ln,熱源,精餾概述,18,精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),塔板的作用 塔板的作用是提供氣液分離的場所；每一塊塔板是一個混合分離器，并且足夠多的板數(shù)可使各組分較完全分離。因此每一塊塔板是一個混合分離器，經(jīng)過若干塊塔板上的傳

9、質(zhì)后（塔板數(shù)足夠多），即可達到對溶液中各組分進行較完全分離的目的。,19,精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),回流的作用 回流的主要作用就是提供不平衡的汽液兩相，而構(gòu)成汽液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件。 精餾塔內(nèi)由于塔頂?shù)囊合嗷亓骱退椎钠嗷亓?，為每塊塔板提供了汽、液來源。,20,精餾概述,精餾原理氧、氮精餾,21,制氧精餾概述,篩板工作示意圖,精餾概述,22,精餾設(shè)備,精餾塔分類 板式塔 精餾塔 填料塔,23,精餾設(shè)備,板式塔特點,正常鼓泡：蒸汽上升的速度達到一定數(shù)值后，塔板上就會出現(xiàn)全面均勻的鼓泡，氣體激烈的攪動著液體，使液體呈薄膜狀半懸浮地運動著，氣、液相接觸最好。同時有少量的液體被噴

10、成霧沫分散在氣相中。 不均勻鼓泡：蒸汽上升的速度較小，只能在塔板上的局部地區(qū)以鏈狀氣池的狀態(tài)穿過液層，鼓池地區(qū)也是不固定的，在不鼓泡地區(qū)液體將從小孔中漏下。不均勻鼓泡義稱液漏。 霧沫夾帶：蒸汽速度進一步增大，或板間距太小，沒有足夠的使氣、液分離的空間時，蒸汽將夾帶著液體上升到另一塊塔板上，使塔板效率降低，這種情況稱霧沫夾帶，在篩板塔設(shè)計中是不允許的。 液泛：蒸汽速度過大，使塔板阻力過大，液體不能從上塊塔板流到下一塊塔板，氣、液相間的對流停止，精餾工況被破壞，這種情況稱為液泛。液泛是塔板設(shè)計及操作時絕對不允許的。,24,精餾設(shè)備,填料塔,填料塔以填料作為氣液接觸元件，氣液兩相在填料呈中逆向連續(xù)接

11、觸。,25,精餾設(shè)備,篩板塔和填料塔的優(yōu)缺點,從上表可以看出：雖然填料塔高度增加，但其具有阻力小、分離效率高、塔徑小等多項 優(yōu)點，目前空分裝置的上塔和氬塔全部采用規(guī)整填料塔，下塔也逐漸開始采用填料塔,26,精餾設(shè)備,填料分類,填料,實體填料,網(wǎng)體填料,拉西環(huán),環(huán),十字環(huán),螺旋環(huán),短拉西環(huán),鮑爾環(huán)-階梯環(huán),鞍形填料,弧鞍形（馬鞍）填料,矩鞍形（槽鞍）填料,波紋板填料,柵條填料,網(wǎng)環(huán),雙層網(wǎng)環(huán),壓延孔環(huán),網(wǎng)鞍填料,波紋網(wǎng)填料,空分設(shè)備用,27,精餾設(shè)備,填料塔特點： 壓力降小，生產(chǎn)能力大。由于它是規(guī)整結(jié)構(gòu)，故壓力降較般亂堆填料低，因而空塔速度可以提高。 由于其結(jié)構(gòu)緊湊，具有很大的比表面，且填料的結(jié)

12、構(gòu)能促進氣液分布均勻化，使傳質(zhì)效率提高。 操作彈性大。,28,制氧精餾設(shè)備與操作,波紋板填料,填料支撐、填料壓圈,空分設(shè)備中的填料及內(nèi)件,液體收集器,液體分布器,精餾設(shè)備,29,精餾設(shè)備,填料塔特點 恒持液量區(qū) 持液量：操作時單位體積填料層內(nèi)持有的液體體積。 氣速較低時，液體的流動與氣速無關(guān)，所以持液量不變。 載液區(qū) 氣速增大到一定時，氣流開始阻礙液體下流，持液量開始增加，出現(xiàn)攔液現(xiàn)象，此點為載點。 液泛區(qū) 氣速再增大時，液相變?yōu)檫B續(xù)相，氣相變?yōu)榉稚⑾啵p膜傳質(zhì)變?yōu)楣呐輦髻|(zhì)，出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此點為泛點。,30,制氧工藝流程,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

13、了幾代變革： 第一代：高低壓循環(huán)，氨預(yù)冷，氮氣透平膨脹，吸收法除雜質(zhì)； 第二代：石頭蓄冷除雜質(zhì)，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：分子篩純化，規(guī)整填料，增壓透平膨脹機的低壓循環(huán)； 第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬； 全低壓工藝流程：只生產(chǎn)氣體產(chǎn)品，基本上不產(chǎn)液體產(chǎn)品； 內(nèi)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；,31,目前在工業(yè)上廣泛采用深度冷凍方法分離空氣來制取氧氣。首先需要將空氣冷卻并使它達到液體狀態(tài)。 利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動

14、和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得到不斷分離，稱該過程為精餾。,制氧工藝流程,32,制氧流程主要由制冷系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)所組成。詳細可分為十大系統(tǒng)，即空氣壓縮系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、安全防爆系統(tǒng)、氧氣壓縮輸送系統(tǒng)，加溫解凍系統(tǒng)，儀表自控系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)。 （現(xiàn)有6000 M3/h機組1套和10000 M3/h機組2套，氧氣總生產(chǎn)能力26000 M3/h ?？辗盅b置采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機、規(guī)整填料塔（上塔、粗氬塔、精氬塔）無氫制氬新工藝。）,制氧工藝流程,加工空氣量32500Nm3/

15、h （101.3Kpa、0） 進氣壓力0.56MPa 氧氣產(chǎn)量6000Nm3/h 氮氣產(chǎn)量6000Nm3/h 氬氣產(chǎn)量150Nm3/h 加工空氣量54000Nm3/h（101.3Kpa、0） 進氣壓力0.6Mpa（A） 氧氣產(chǎn)量10000Nm3/h 氮氣產(chǎn)量10000Nm3/h 氬氣產(chǎn)量350Nm3/h,33,制氧工藝流程,分餾塔系統(tǒng),空氣過濾系統(tǒng),預(yù)冷系統(tǒng),純化系統(tǒng),換 熱 系 統(tǒng),空壓機,膨 脹 機,壓氧系統(tǒng),壓氮系統(tǒng),用 戶,液體貯存系統(tǒng),汽化系統(tǒng),電控系統(tǒng),儀控系統(tǒng),34,制氧工藝流程,過濾、壓縮、預(yù)冷及純化 原料工藝空氣經(jīng)吸入口吸入，進入空氣過濾器，濾去塵埃和機械雜質(zhì)，進入離心式空氣

16、壓縮機進行壓縮，壓縮后的氣體進入空氣預(yù)冷系統(tǒng)中的空氣冷卻塔，在其中被水冷卻和洗滌?？諝饫鋮s塔采用循環(huán)冷卻水和經(jīng)水冷塔冷卻過的低溫冷凍水冷卻，空氣冷卻塔頂部設(shè)有慣性分離器及絲網(wǎng)分離器，以防止工藝空氣中游離水份帶出。 出空氣預(yù)冷系統(tǒng)的工藝空氣進入用來吸附除去水份、二氧化碳、碳氫化合物的空氣純化系統(tǒng)，純化系統(tǒng)中的吸附器由兩臺立式容器組成，兩臺吸附容器采用雙層床結(jié)構(gòu)，底部為活性氧化鋁，上部為分子篩，當(dāng)一臺運行時，另一臺則由來自冷箱中的污氮通過加熱器加熱后進行再生。,35,制氧工藝流程,空氣精餾 出空氣純化系統(tǒng)的潔凈工藝空氣大部分進入冷箱內(nèi)的主換熱器，被返流出來的氣體冷卻，接近露點的空氣進入下塔的底部，

17、進行第一次分餾。在精餾塔中，上升氣體與下流液體充分接觸，傳熱傳質(zhì)后，上升氣體中氮的濃度逐漸增加。在主冷凝蒸發(fā)器中，氮氣冷凝，液氧汽化。在下塔中產(chǎn)生的液空和液氮，經(jīng)過冷器過冷，節(jié)流后進入上塔，作為上塔的回流液，在上塔內(nèi)，經(jīng)過再次精餾，得到產(chǎn)品氮氣、產(chǎn)品氧氣、液氧及污氮。,精餾設(shè)備： 下塔、主冷凝蒸發(fā)器 上塔、主冷凝蒸發(fā)器 粗氬、粗氬、粗氬冷凝器 純氬蒸發(fā)器、純氬塔、純氬冷凝器,36,制氧工藝流程,冷量的制取 空分裝置為達到制冷的目的，由以下一些主要設(shè)備組成： 原料空氣壓縮機將空氣壓縮到一定的壓力； 熱交換器（蓄冷器或可逆式板翅換熱器等）將空氣冷卻到接近液化的溫度；節(jié)流閥進一步降低空氣的溫度；膨脹

18、機靠對外作功制取冷量，降低空氣的溫度。 裝置所需的大部分冷量由透平膨脹機提供。 出空氣純化系統(tǒng)的其余部分潔凈空氣進入被透平膨脹機驅(qū)動的增壓機，使其壓力提高。然后經(jīng)增壓后冷卻器冷卻，進入冷箱內(nèi)的主換熱器，冷卻至一定溫度后進入透平膨脹機。這股膨脹空氣在膨脹機中膨脹制冷后進入上塔，參與精餾。,37,制氧工藝流程,氬的提純 氬的提取采用全精餾制氬的最新技術(shù)，為了制取氬，從分餾塔上塔下部的適當(dāng)位置引出一股氬餾份氣送入粗氬塔進行精餾，使氧的含量降低；粗氬塔的回流液體是由粗氬塔底部引出經(jīng)液體泵輸送來的液態(tài)粗氬。從粗氬塔頂部引出的氣體進入粗氬塔并在其中進行深度氬氧分離，經(jīng)過粗氬塔的精餾，在粗氬塔的頂部得到含氧

19、量2PPm的粗氬氣，粗氬塔的頂部裝有冷凝蒸發(fā)器，以過冷器后引出的液空經(jīng)節(jié)流后送入其中作為冷源，絕大部分的粗氬氣經(jīng)冷凝蒸發(fā)器冷凝后作為粗氬塔的回流液。其余部分由粗氬塔頂部引出（含氧量2PPm的粗氬）并送入精氬塔，精氬塔的底部裝有一臺蒸發(fā)器，以下塔底部引出的中壓氮氣作熱源使液氬蒸發(fā), 同時氮氣被液化。在精氬塔的頂部裝有冷凝器，以精氬蒸發(fā)器引出的液氮作為冷源，使絕大部分上升氣體冷凝作為精氬塔的回流液，經(jīng)過精氬塔的精餾, 在精氬塔底部得到的99.999Ar精液氬，引出冷箱作為產(chǎn)品液氬。,38,制氧工藝流程,產(chǎn)品分配 氣態(tài)氧氣：氣氧以約20KPa(G)的壓力從冷箱送出，經(jīng)氧氣壓縮機 組壓縮后供用戶。 氣

20、態(tài)氮氣：氣氮以約5KPa(G)的壓力從冷箱送出，經(jīng)氮氣壓縮機 組壓縮后供用戶。 污氮：污氮出冷箱壓力約13KPa(G)。從冷箱送出用于分子篩吸 附器的再生, 液態(tài)氧：液氧通過冷箱送出，進入液氧貯槽。 液態(tài)氮：液氮通過冷箱送出，進入液氮貯槽。 液態(tài)氬：液氬通過冷箱輸出，進入液氬貯槽。,39,空氣壓縮機 H8206.6/0.97-1型離心式空氣壓縮機 （開封） 3MSGEP-16/15型離心式空氣壓縮機（庫伯） C250MX3型離心式空氣壓機（英格索蘭） 空分裝置 KDONAr-6000/6000-2型空氣分離設(shè)備 （開封） KDONAr-10000/10000/350空氣分離設(shè)備 （川空） 產(chǎn)品

21、壓縮機 2TYS100+2TYS76型氧氣透平壓縮機(杭氧) 3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機 (杭氧) 3TYS89+2TYS60型氮氣透平壓縮機(杭氧) 90MX5N2型氮氣壓縮機 (英格索蘭) 其他配套設(shè)備 電儀、水泵、冷水機組、空氣冷卻塔、水冷塔、分子篩、液體儲槽、氣體球罐等。,制氧設(shè)備,40,制氧設(shè)備（自潔式空氣過濾）器,由高效過濾筒、文氏管、自潔噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室和出風(fēng)口、框架等組成。 過濾過程：在壓縮機吸氣負壓作用下，吸入周圍的環(huán)境空氣，當(dāng)空氣穿過高效過濾筒時，粉塵由于重力、靜電、接觸被阻留在濾筒外表面，凈化空氣進入凈氣室然后由出風(fēng)管送出至空氣壓縮機進口。

22、 （除塵過濾，去除灰塵和機械雜質(zhì)）,41,制氧設(shè)備（空氣壓縮機）,原理：空氣通過壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)流進第一級壓縮，葉輪將速度傳給氣體，然后氣體進入擴壓器將速度轉(zhuǎn)化為壓力能，中間冷卻器將壓縮過程中產(chǎn)生的熱量帶走，從而提高壓縮效率，氣體在流動的低速區(qū)通過水氣分離器除去冷凝水進入下一級，直到壓縮機氣體達到了所要求的工作壓力。 用來提高空氣的壓力和輸送氣體，已滿足空分裝置壓力需求。由電機驅(qū)動，三級離心式空氣壓縮機組。壓縮機和電機由聯(lián)軸器連接，整臺機組包括冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，油潤滑系統(tǒng)及其它輔助設(shè)備組成。 （對氣體作功，提高能量、具備制冷能力 ）,42,制氧設(shè)備氮水預(yù)冷系統(tǒng),作用：保證進分子篩純化器的加工空

23、氣的工藝要 求溫度。實現(xiàn)空氣的等溫壓縮，增大等溫效率、降低 空氣進主換熱器的溫度、使純化條件工作在最佳狀態(tài)。 有的流程在空氣壓縮機后只設(shè)末端冷卻器，而不設(shè)置氮、 水預(yù)冷器。但在應(yīng)用板翅式換熱器作為切換式換熱器及主 換熱器的流程中，應(yīng)用氮水預(yù)冷器除加工空氣預(yù)冷外，在 空冷塔中，噴淋的冷卻水還能吸收空氣中的二氧化碳、硫 化氫等雜質(zhì)，從而保護板翅式鋁制換熱器不被腐蝕。 主要由空冷塔、水冷塔、常溫水泵、冷凍泵、冷水機組 等組成。空冷塔：利用水和氣的溫差，采用直接接觸的方 式，對空氣進氣洗滌，同時降低空氣的溫度（空壓機末級 冷卻器與空冷塔合二為一 ）水冷塔：利用返流污氮氣的含 水不飽和度，直接和水接觸，

24、使部分水蒸發(fā)，吸收汽化潛 熱，使水溫降低。 優(yōu) 點：保證冷量充足（膨脹量可減少）；減少主換熱器 的熱負荷；減低空氣的飽和含水量，減輕純化系統(tǒng)的工作 負荷；溫度越低，工況越穩(wěn)定。,43,制氧設(shè)備（分子篩）,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(zhì)。這些雜質(zhì)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(zhì)會磨損空壓機運轉(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)；乙炔進入空分裝置后會導(dǎo)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(zhì)是非常有必要的。 分

25、子篩吸附器為臥式雙層床結(jié)構(gòu)（立式），下層為活性氧化鋁，上層為分子篩，兩只吸附器切換工作。 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。（當(dāng)氣體與吸附劑相接觸時，在吸附劑表面或內(nèi)部發(fā)生容納氣體的現(xiàn)象 ） 吸附能力及吸附順序為：,44,制氧設(shè)備（換熱器）,主換熱器 其主要作用是使加工空氣與返 流氣、氮氣和污氮換熱，使之冷卻 到液化溫度，達到液化，進入精餾 塔下塔底，作為原料。 回收冷量，實現(xiàn)能量傳遞，提高 經(jīng)濟性，為低溫操作創(chuàng)造條件。增 加液體過冷度，減少節(jié)流后的氣化 率，(節(jié)流前溫度越低，溫降越大 ) 此種換熱器設(shè)置在中壓小型制氧 機及帶分子篩純化器的全低壓制氧 機中。,45,制氧設(shè)

26、備（換熱器）,冷凝蒸發(fā)器 它是精餾所必需的換熱設(shè)備，是聯(lián)系上、 下塔的紐帶。 其中上塔的液氧和下塔的氣氮換熱，液 氧蒸發(fā)一部分作為產(chǎn)品，另一部分為上塔提 供上升蒸氣，氣氮冷凝為上、下塔提供回流 液。 就其結(jié)構(gòu)來分，可分為板翅式、管式兩 種，而管式又分為長管式、短管式、盤管式。 短管式用于中壓小型制氧機，因其傳熱系 數(shù)較低，所以需要取較大的主冷溫差， 長管式、板式用于中、大型全低壓制氧機。 為強化傳熱液氧在管內(nèi)沸騰，氣氮在管間冷 凝。結(jié)構(gòu)緊湊的高效換熱器正在逐漸取代管 式換熱器。因其綜合傳熱系數(shù)高，在全低壓 流程中的主冷溫差取得較小， 正如精餾章所述，主冷溫差還直接影響?zhàn)s 塔的壓力，決定了全低壓

27、流程操作壓力。,46,制氧設(shè)備（換熱器）,過冷器 過冷器的作用是使從下塔來的液空、純液 氮、污液氮和從上塔抽出的產(chǎn)品液氧過冷液空、 純液氮、污液氮過冷，可以減少節(jié)流氣化率， 提高上塔回流比，改善上塔的精餾工況。 常見有液空過冷器、液氮過冷器（純液氮、 污液氮）、液氧過冷器。 產(chǎn)品液氧過冷可以回收了從上塔出來的純 氮氣、污氮氣的冷量，因此，高壓、中壓、全 低壓流程中均采用。尤其是全低壓切換式換熱 器流程，由于污氮氣的部分冷量被過冷器回收 了，提高了污氮入切換式換熱器冷端的溫度， 縮小了冷端溫差，有利于自清除。 過冷器回收的冷量由液空、液氮帶回了上 塔，也就是減少了加工空氣帶入下塔的冷量， 空氣帶

28、入下塔的能量（焓值）升高，使冷凝蒸 發(fā)器的熱負荷增加，對上塔的精餾有利。 過冷器客觀上起到了上、下塔冷量分配的作 用。,47,制氧設(shè)備(膨脹機）,在低溫法制氧裝置中膨脹機是十分關(guān)鍵的機組。因為在啟動制氧時需要膨脹機提供大量的冷量使空氣液化，而在正常運行時，也要依靠膨脹機制冷以補償冷損失。 氣體在膨脹過程中，有外功輸出，膨脹后氣體內(nèi)位能增大， 需要消耗能量，這些能量需要用動能補償，故氣體溫度降低 。（維持冷量平衡 、液化空氣。） 該系統(tǒng)主要由兩臺增壓透平膨脹機，兩臺增壓機后冷卻器，兩臺供油裝置等組成。（增壓型、反動式、可調(diào)噴嘴） 透平膨脹機按壓力分，可分為低壓、中壓和高壓。低壓透平膨脹機壓力按膨

29、脹機的容量來分：有大、中、小及微型。 型式：膨脹機：臥式、單級、向心、徑軸流、 反作用式 增壓機：單級、離心式 PLPK-146.7/7.98-0.39型膨脹機 PLPK-91.7/7.2-0.5型膨脹機,48,制氧設(shè)備（下塔、主冷凝蒸發(fā)器、上塔）,氧、氮精餾 加工空氣經(jīng)下塔的精餾，在頂部獲得氮氣，除一小部分作為熱源到純氬塔外，其余經(jīng)主冷凝蒸發(fā)器冷凝。由主冷凝蒸發(fā)器冷凝的液體一部分做為下塔的回流液，一部分經(jīng)過冷器過冷后，經(jīng)節(jié)流后作為上塔回流液送至上塔頂部。在下塔底部得到富氧液空，經(jīng)過冷器過冷后，節(jié)流至上塔中部參與精餾。 經(jīng)上塔的精餾，在頂部得到產(chǎn)品氮氣，在上部得到污氮氣。氮氣及污氮氣經(jīng)過冷器，

30、主熱交換器組復(fù)熱。復(fù)熱后氮氣除一部分送往管網(wǎng)（氮壓機），其余入水冷塔制冷；而污氮氣除一部分用作再生氣用氣外，其余也進入水冷塔制冷。在上塔底部得到氧氣，經(jīng)膨脹后換熱器、主換熱器組復(fù)熱后去管網(wǎng)（氧壓機）。 液氧從主冷凝蒸發(fā)器底部抽出，去液體貯存系統(tǒng)。,49,制氧設(shè)備(氬塔）,氬的提純 氬的提取采用全精餾制氬的最新技術(shù)，為了制 氬，從分餾塔上塔下部的適當(dāng)位置引出一股氬餾份 氣送入粗氬塔進行精餾，使氧的含量降低；粗氬 塔的回流液體是由粗氬塔底部引出經(jīng)液體泵輸 送來的液態(tài)粗氬。從粗氬塔頂部引出的氣體進入 粗氬塔并在其中進行深度氬氧分離，經(jīng)過粗氬塔 的精餾，在粗氬塔的頂部得到含氧量2PPm 的粗氬氣，粗氬

31、塔的頂部裝有冷凝蒸發(fā)器，以過 冷器后引出的液空經(jīng)節(jié)流后送入其中作為冷源，絕 大部分的粗氬氣經(jīng)冷凝蒸發(fā)器冷凝后作為粗氬塔的 回流液。其余部分由粗氬塔頂部引出（含氧量 2PPm的粗氬）并送入精氬塔，精氬塔的底部裝 有一臺蒸發(fā)器，以下塔底部引出的中壓氮氣作熱源 使液氬蒸發(fā), 同時氮氣被液化。在精氬塔的頂部裝 有冷凝器，以精氬蒸發(fā)器引出的液氮作為冷源，使 絕大部分上升氣體冷凝作為精氬塔的回流液，經(jīng)過 精氬塔的精餾, 在精氬塔底部得到的99.999Ar精 液氬，引出冷箱作為產(chǎn)品液氬。,50,對氣體（氧、氮）作功，提高壓力，滿足用戶需求。 2TYS100+2TYS76型氧氣透平壓縮機機 型式：雙缸、8級壓

32、縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機4級 高壓壓縮機4級 中間冷卻器：水冷、列管式、臥式3臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 調(diào)節(jié)范圍：75-100% 流量：16000N m3/h(0，101.3KPa) 進氣壓力：15KPa(G) 排氣壓力：3.0MPa(G) 進氣溫度：25 排氣溫度：40 大氣壓力：83KPa 冷卻水溫度：30 軸功率：3373KW 電機型式：異步感應(yīng)電動機 額定輸出功率：3700KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機),51,增速機：型號:PC450-4300/4.206型 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機 傳遞功率：4300KW 轉(zhuǎn)速：2990/12849 rp

33、m 機械運轉(zhuǎn)指標： 臨界轉(zhuǎn)速：低壓壓縮機：ncr1=4000-4500rpm ncr2=17000-18000rpm 低壓壓縮機：ncr1=5100rpm ncr2=17000rpm 軸振動： 低壓壓縮機：32m 高壓壓縮機：32m,2TYS100+2TYS76氧氣透平壓縮機,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機),52,3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機,型式：雙缸、10級壓縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機（T2YS11Z）：6級 高壓壓縮機（T2YS12Z）：4級 中間冷卻器: 水冷、列管式、臥式4臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 流量：10000N m3/h 進氣壓力：15KPa(G)

34、 排氣壓力：3.0MPa(G) 進氣溫度：25 排氣溫度：40 大氣壓力：82KPa 冷卻水溫度：32 軸功率：2130KW 原動機型式：異步感應(yīng)電動機 額定輸出功率：2500KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機),53,低壓壓縮機增速機：型號:PC300-2800/4.2 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機 傳遞功率：2800KW 轉(zhuǎn)速：2988/12792 rpm 高壓壓縮機增速機：型號:PC160-600/1.2型 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機 傳遞功率：600KW轉(zhuǎn)速：12792/14895 rpm 機械運轉(zhuǎn)指標： 臨界轉(zhuǎn)速：低壓壓縮機：ncr110776rpm ncr21487

35、0rpm 低壓壓縮機：ncr112547rpm ncr217315rpm 軸振動： 低壓壓縮機：38.5m 高壓壓縮機：35.5m,3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機),54,3TYS89+2TYS60型氮氣透平壓縮機,型式：雙缸、10級壓縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機：6級 高壓壓縮機：4級 中間冷卻器：水冷、列管式、臥式4臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 調(diào)節(jié)范圍：75-100% 流量：12000N m3/h(0，101.3KPa) 進氣壓力：10KPa(G) 排氣壓力：2.8MPa(G) 進氣溫度：25 排氣溫度：45 大氣壓力：83KPa 冷卻水溫度：32 軸功率：24604%KW 原動機型式：異步感應(yīng)電動機 額定輸出功率：2900KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機),55,低壓壓縮機增速機：型號:PC360-3700/3