空分工藝制作單位：空分分廠制作人:Tel:20XX年XX月0精品課件目錄一、概述1、空分的含義2、空分行業(yè)介紹3、空氣分離的方法4、空分設(shè)備的應(yīng)用二、我公司配套的空分裝置的流程和特點(diǎn)1、裝置的流程2、裝置的性能參數(shù)3、按流程的順序分別介紹各個(gè)系統(tǒng)三、空分設(shè)備的安全規(guī)定及一些事故案例四、空分裝置的施工1精品課件一、概述2精品課件

空分的含義空分的含義：空分，顧名思義即空氣的分離，是利用不同的方法將空氣中的各組分分離開來，從而獲得所需要的氧氣、氮?dú)饧耙恍┫∮袣怏w的過程。3精品課件空分行業(yè)介紹

1903年，德國人卡爾·林德發(fā)明制造了世界上第一臺(tái)深冷（低溫）法生產(chǎn)氧氣的空分設(shè)備，采用高壓節(jié)流單塔流程，產(chǎn)氧量10m3/h。到目前為止，世界上從事空分行業(yè)的大型公司有：德國林德法國液空英國BOC美國APCI和Praxair中國杭氧、川空、開空1934年，中國首次從日本、德國引進(jìn)一套兩國拼湊的15m3/h空分設(shè)備，由日本人安裝于青島“中國瓦斯工廠”。4精品課件1949年，全國只有進(jìn)口的小空分設(shè)備89套，總?cè)萘恐挥?415m3/h。1953年底，哈爾濱第一機(jī)械廠首次試制成功了兩套30m3/h空分設(shè)備。杭氧從1955年試制空分設(shè)備，1956年起形成批量生產(chǎn)。至2000年底全國共生產(chǎn)空分設(shè)備130多種規(guī)格，8339套，其中1000m3/h以上的大中空分設(shè)備580套。全國空分生產(chǎn)氧的能力達(dá)277萬m3/h。最近幾年的空分設(shè)備大型化發(fā)展更加迅猛。我國的中大型空分設(shè)備發(fā)展至今，期間經(jīng)歷了六代變革：第一代：鋁帶蓄冷器型；第二代：石頭蓄冷器型；第三代：可逆式切換板翅換熱器型；第四代：常溫分子篩吸附型；第五代：分子篩吸附+增壓透平膨脹機(jī)型；第六代：規(guī)整填料塔+無氫制氬型。目前世界上最大的空分設(shè)備是法液空供加拿大長湖化工項(xiàng)目配套的113880m3/h，我國現(xiàn)在已具備生產(chǎn)60000m3/h等級大型空分設(shè)備的能力。

5精品課件空氣分離的方法

空氣中的主要成分是氧氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳以及一些其它氣體和雜質(zhì)。它們在空氣中分別以分子的狀態(tài)存在,數(shù)目非常多，并且永不停息地作無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，均勻地相互攙混在一起，要將它們分開，目前主要有三種方法：低溫法、吸附法、膜分離法?？諝庵兄饕M分的性質(zhì)如下：名稱化學(xué)符號沸點(diǎn)℃101.325KPa熔點(diǎn)℃101.325KPa密度臨界點(diǎn)Kg/m3氣體Kg/l液體℃氮N2

-195.8-209.861.250.81-147氧O2-183-218.41.431.14-119氬Ar-185.7-189.21.7821.4-1226精品課件

1、低溫法：原理：是根據(jù)空氣中各組分的沸點(diǎn)不同，經(jīng)加壓、預(yù)冷、純化、并利用大部分由透平膨脹機(jī)提供的冷量使之液化，再進(jìn)行精餾，從而獲得所需要的氧氣、氮?dú)饧捌渌∮袣怏w的過程。具體原理為空氣經(jīng)過增壓膨脹對外作功處于冷凝溫度,當(dāng)穿過比它溫度低的氧、氮組成的液體層時(shí),由于氣、液之間溫度差的存在,要進(jìn)行熱交換,溫度低的液體吸收熱量開始蒸發(fā),其中氮組分首先蒸發(fā),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.此過程一直進(jìn)行到氣、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.7精品課件多次的重復(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。

2、吸附法：

原理：利用分子篩對不同的分子具有選擇性吸附的特點(diǎn)，有的分子篩（如5A、13X等）對氮具有較強(qiáng)的吸附性能，讓氧分子通過，可得到較高純度的氧氣；有的分子篩（碳分子篩等）對氧具有較強(qiáng)的吸附性能，讓氮分子通過，可得到較高純度的氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)空氣的分離。但吸附法目前的氧氣純度只有93%左右。3、膜分離法：

原理：它是利用一些有機(jī)聚合膜的滲透選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿透過薄膜的速度約為氮的4-5倍，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。膜分離的富氧濃度只能達(dá)到28～35%O2。目前應(yīng)用較多的是低溫法（又叫深度冷凍法）。它的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)量大，產(chǎn)品純度高，電耗低且可得到液態(tài)產(chǎn)品，故應(yīng)用廣泛。8精品課件空分設(shè)備的應(yīng)用一、鋼鐵行業(yè)：高爐煉鐵的富氧粉煤送風(fēng)、轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹、電爐富氧煉鋼；氬氣參與煉鋼冶煉。二、有色金屬富氧冶煉；三、機(jī)械工業(yè)，金屬焊接等；四、石化工業(yè)，塑料，化纖合成，保護(hù)氣；五、化肥工業(yè)合成氨用氮，造氣用氧；六、煤氣化工程造氣用氧；七、國防工業(yè)：氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭燃料、液氧炸藥；八、浮法玻璃錫池氮?dú)獗Ｗo(hù)；九、低溫工程，航天工業(yè)；十、醫(yī)用氧，氮?dú)獗ｕr，半導(dǎo)體等.9精品課件二、我公司配套的空分裝置的流程和特點(diǎn)10精品課件我公司采用的空分裝置特點(diǎn)本界區(qū)空分裝置共三期六套，其中主精餾塔由杭州杭氧股份公司制造，單套空分裝置制氧能力48,000Nm3/h，制氮能力80000Nm3/h，同時(shí)副產(chǎn)工廠空氣、儀表空氣、液氮和液氧。本裝置生產(chǎn)的純度為99.8%的氧氣主要供下游氣化裝置使用，作為氣化爐的原料氣參加反應(yīng)；純度為99.99%的氮?dú)夤┫掠喂に嚿a(chǎn)使用，作為保護(hù)氣和吹掃用氣；副產(chǎn)的工廠空氣、儀表空氣供所有化工區(qū)各分廠和正常生產(chǎn)動(dòng)力車間生產(chǎn)裝置使用，作為儀表氣源和吹掃用氣。11精品課件裝置的流程形式我們的設(shè)備采用的是單泵內(nèi)壓縮、空氣增壓循環(huán)、膨脹空氣進(jìn)下塔的內(nèi)壓縮流程?？辗盅b置流程主要分外壓縮、內(nèi)壓縮外壓縮就是利用氧氣壓縮機(jī)將空分裝置出來的低壓產(chǎn)品氧氣壓縮至用戶所需要的壓力等級。內(nèi)壓縮是采用液氧泵對產(chǎn)品液氧進(jìn)行壓縮，然后換熱汽化的一種流程形式。內(nèi)壓縮流程分類內(nèi)壓縮流程的形式比較多，根據(jù)流程形式大致分為三種：1、單泵、雙（多）泵內(nèi)壓縮流程。2、空氣增壓循環(huán)和氮?dú)庠鰤貉h(huán)。3、膨脹空氣進(jìn)上塔和膨脹空氣進(jìn)下塔。內(nèi)壓縮流程的優(yōu)點(diǎn)1、取消了氧壓機(jī)，無高溫氣氧，火險(xiǎn)隱患小，安全性好。2、從主冷大量抽取液氧，使碳?xì)浠衔锏姆e聚的可能性降低。12精品課件裝置性能參數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)量Nm3/h純度壓力MPaG備注氧氣48,00099.8

O24.7內(nèi)壓縮液氧30099.8

O20.16折合氣態(tài)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暫通水冷塔13精品課件裝置性能參數(shù)液氮300≤10ppmO20.2折合氣態(tài)儀表空氣6000無油、無塵壓力露點(diǎn)：≤-40℃0.7增壓機(jī)一級后抽出裝置空氣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14精品課件KDON-48000/80000型

空分裝置簡易流程空氣蒸汽空冷塔膨脹機(jī)空壓機(jī)下塔上塔增效塔

主冷壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)分子篩高壓氧氣4.7MPa污氮?dú)馊ニ渌謿鍤獾蛪旱獨(dú)馊ニ渌鄣獨(dú)馊シ肿雍Y15精品課件氧、氮在不同壓力下的飽和溫度16精品課件組成空分裝置的幾個(gè)系統(tǒng)整個(gè)空分裝置必須解決以下幾個(gè)問題：一、如何清除空氣中的雜質(zhì)；二、如何為裝置提供帶壓的空氣；三、如何將空氣冷卻到液化溫度；四、如何將空氣分離成氧、氮；五、如何將產(chǎn)品送到用戶；六、如何控制制氧過程中的正常進(jìn)行。為此，空分裝置中相對應(yīng)的建立了以下幾個(gè)系統(tǒng)：一、雜質(zhì)的清除系統(tǒng)（空氣過濾器和純化系統(tǒng)）；二、空氣加壓系統(tǒng)（空壓機(jī)及增壓機(jī)系統(tǒng)）；三、空氣的冷卻和液化系統(tǒng)（預(yù)冷系統(tǒng)和膨脹機(jī)、換熱器系統(tǒng)）；四、空氣的精餾系統(tǒng)（分餾塔系統(tǒng)）；五、產(chǎn)品的輸送、貯存系統(tǒng)（壓氮系統(tǒng)和液體貯存系統(tǒng)）；六、儀電控制系統(tǒng)。17精品課件流程敘述

本裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下塔、氧氣內(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。純化器的切換周期約為480分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換。18精品課件凈化后的空氣分為兩股：一股進(jìn)入低壓板式換熱器，與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，再從高壓板式換熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣送入下塔。另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后冷卻器冷卻至常溫后進(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?？諝饨?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)。

19精品課件

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。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?。下面分別介紹流程中的各個(gè)系統(tǒng)。20精品課件1、空氣過濾系統(tǒng)在工業(yè)區(qū)的空氣含塵量一般為1-5mg/m3?；覊m粒度為0.5-20μm，以10000m3/h制氧機(jī)的加工空氣量估算，每天隨加工空氣帶到空分裝置的灰塵就有10kg之多?？諌簷C(jī)如果直接吸入這樣臟的空氣，很快就會(huì)損壞，因此，在進(jìn)入空壓機(jī)之前均設(shè)置空氣過濾器，清除空氣中的固體雜質(zhì)。固體雜質(zhì)顆粒直徑大于100μm的在重力作用下會(huì)自動(dòng)降落，小0.1μm的極小粒子不致引起危害,所以需要凈除的對象為100-0.1μm的塵粒,空氣過濾器主要捕集的是10０-0.1μm的塵粒.凈除后空氣中含固體雜質(zhì)的量小于0.5mg/m3。21精品課件一、除塵的方式：1、過濾除塵：使含塵氣體通過濾料，將塵粒分離捕集。2、慣性除塵：是使氣流進(jìn)行急劇的方向改變，借塵粒本身的慣性力作用將其分離。3、離心力除塵：使含塵氣體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。4、洗滌除塵：液滴、液膜、氣泡、粘附。5、靜電除塵。二、過濾器的分類：空氣過濾器可分為干式或濕式兩種。干式過濾器屬于表面式過濾器，靠織物網(wǎng)眼阻擋塵粒；濕式過濾器靠油膜粘住灰塵。1、濕式過濾器在空分裝置中常見的有兩種：拉西環(huán)式或鏈帶式過濾器。拉西環(huán)過濾器由于過濾效率不高，只適用于小型空分裝置。而鏈帶式過濾器的缺點(diǎn)是除塵后的空氣中含有少量的油滴，一旦空氣量加大，氣流速度增大，含油量會(huì)大大增加。22精品課件2、干式過濾器1）卷簾式過濾器也叫干帶式空氣過濾器。它由一個(gè)電動(dòng)機(jī)變速傳動(dòng)，隨著灰塵的積聚，空氣通過干帶的阻力增大，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)，帶電接點(diǎn)的差壓計(jì)將電機(jī)接通，使干帶轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)阻力恢復(fù)正常后，即自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2）袋式過濾器空氣從頂部進(jìn)入，經(jīng)分配器后進(jìn)入袋內(nèi)，經(jīng)濾袋過濾后由下部流出。積聚在袋上的灰塵由反吹風(fēng)機(jī)吹落，當(dāng)灰塵在濾袋上積累到阻力達(dá)980Pa時(shí)，反吹羅茨風(fēng)機(jī)及反吹環(huán)自動(dòng)啟動(dòng)，反吹空氣通過膠皮軟管進(jìn)入反吹裝置，并設(shè)有限位開關(guān)，能上下來回移動(dòng)。主要用于北方，因南方空氣濕度大，灰塵粘在布上，很難除去。3）脈沖式過濾器，又叫自潔式過濾器，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)等組成。使用方式：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。這種過濾器適用于塵量較大的地區(qū)，過濾效率高且便于維護(hù)。我們選用的就是這種．23精品課件自潔式過濾器24精品課件

原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)

作用：提供帶壓原料空氣結(jié)構(gòu)：成套進(jìn)口德國曼透平公司的產(chǎn)品，由汽輪機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)使用：原料空壓機(jī)排氣量：251000Nm3/h,0.595MPa(A)

增壓機(jī)流量壓力一級:6000Nm3/h,0.80MPa(A)一段：25000Nm3/h,2.82MPa(A)二段：83000Nm3/h,7.30MPa(A)2、空壓機(jī)及增壓機(jī)系統(tǒng)25精品課件原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)

原料空氣壓縮機(jī)和增壓空氣壓縮機(jī)均采用離心式壓縮機(jī)，由透平蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。原料空氣壓縮機(jī)的作用是為裝置提供帶壓原料氣，增壓空氣壓縮機(jī)的作用是為裝置提供膨脹及液氧氣化的氣源。原料空壓機(jī)與增壓空壓機(jī)采用一臺(tái)汽輪機(jī)拖動(dòng)的形式，節(jié)省投資及運(yùn)行費(fèi)用。26精品課件原料空氣壓縮機(jī)空壓機(jī)為水平剖分外掛懸臂蝸室結(jié)構(gòu)，第一級葉輪外掛懸臂，入口處帶有可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉，第二、三、四級葉輪與一級葉輪同向布置，一、二、三級后均設(shè)內(nèi)置式中間冷卻器。含塵空氣進(jìn)入空氣過濾器，過濾掉其中機(jī)械顆粒、粉塵等后，經(jīng)入口導(dǎo)向葉片進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，經(jīng)三段四級壓縮后到空分裝置。27精品課件增壓空氣壓縮機(jī)型式：整體齒輪式進(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)后冷卻器冷卻后進(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，再從高壓板式換熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣直接送入下塔。另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后冷卻器冷卻至常溫后進(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。28精品課件

工藝流程29精品課件3、預(yù)冷系統(tǒng)空氣冷卻塔作用：把空壓機(jī)出來的高溫氣體（<116℃）冷卻到17℃結(jié)構(gòu)：填料塔使用方式：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)，冷卻水來自水冷塔。30精品課件工作原理及流程它的作用是利用氮?dú)饣蛭鄣值牟伙柡投纫约俺鏊囟扰c循環(huán)水溫存在溫差，使水溫降低；再通過水作介質(zhì)降低加工空氣進(jìn)入后系統(tǒng)的溫度，同時(shí)降低空氣中的飽和含水量?？绽渌淖饔茫焊稍?、冷卻、洗滌、緩沖。氮水預(yù)冷器主要由兩個(gè)塔組成：一個(gè)水冷卻塔、一個(gè)空氣冷卻塔。由分餾塔出來的氮?dú)饣蛭鄣獪囟容^低，含濕量亦較小，相對濕度約30%，在水冷塔內(nèi)與溫度較高的冷卻水相遇，進(jìn)行熱交換。同時(shí)由于干燥氮?dú)饣蛭鄣奈鼭褡饔茫ê伙柡托裕?，帶走水分，由于水分蒸發(fā)吸熱，使冷卻水本身的溫度降低，這是使冷卻水降溫的主要因素。常溫水經(jīng)過水泵輸送到空冷塔的中部噴淋；經(jīng)過降溫的水，自水冷塔出來，再由泵輸送到空氣冷卻塔上部噴淋，與壓縮空氣相遇，進(jìn)行熱交換，使壓縮空氣溫度降低，飽和含水量減少。此外對空氣進(jìn)行一次水洗，對清除其中的雜質(zhì)和酸性氣體是有利的。31精品課件

工藝流程32精品課件4、

純化系統(tǒng)分子篩純化系統(tǒng)作用：吸附空氣中水分、乙炔、CO2及一些碳?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。分子篩吸附器成對交替使用，一只工作時(shí)，另一只被再生。33精品課件設(shè)置此系統(tǒng)的必要性空氣是多組分組成，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固體雜質(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。34精品課件關(guān)于吸附的幾個(gè)概念

吸附：某種物質(zhì)的分子在一種多孔固體表面濃聚的現(xiàn)象稱之為吸附。被吸附的物質(zhì)叫“吸附質(zhì)”，而具有多孔的固體表面的吸附相稱作“吸附劑”。吸附熱：吸附使表面力飽和，表面能降低，因而吸附過程放熱，所放出的熱量稱為吸附熱。動(dòng)態(tài)平衡：指吸附和解吸的分子數(shù)相等，處于平衡狀態(tài)。吸附劑失去了吸附能力，此時(shí)被吸附的量達(dá)到了最大值，即飽和。當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí)，使吸附質(zhì)從吸附劑表面脫離，從而恢復(fù)吸附劑的使用能力的過程稱為解吸（或再生），解吸需要吸熱稱為“脫附熱”?？諝夥蛛x常用的吸附劑有硅膠、鋁膠、分子篩35精品課件本裝置技術(shù)特點(diǎn)分子篩吸附系統(tǒng)采用長周期，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。36精品課件分子篩具有的吸附特點(diǎn)：

分子篩吸附劑的吸附特點(diǎn)：１、選擇吸附，根據(jù)分子大小不同選擇吸附。２、干燥度很高，分子篩比其它吸附劑可獲得露點(diǎn)更低的干燥氣體。３、有其吸附能力，分子篩在吸附水的同時(shí)，還能吸附乙炔、二氧化碳等其它氣體，水分首先被吸附，吸附順序是水>乙炔>二氧化碳。４、分子篩具有高的穩(wěn)定性，在溫度高達(dá)700℃時(shí)，仍具有不熔性的熱穩(wěn)定性。５、有簡單的加熱可使其再生。目前空分上使用的分子篩都是13x分子篩37精品課件分子篩的吸附順序。

CH4C2H6C3H8N2OC2H4CO2C2H2C3H6nC4H10iC4H10C6H6C3H6OO3NOH2O甲烷 CH4乙烷 C2H6丙烷

C3H8一氧化二氮 N2O乙烯

C2H4二氧化碳 CO2乙炔 C2H2丙烯 C3H6正丁烷 nC4H10異丁烷

iC4H10苯 C6H6丙酮 C3H6O臭氧 O3一氧化氮 NO水 H2O設(shè)計(jì)吸附率CO2含量為0.1ppm時(shí)的吸附率0%0%65%65%85%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%0%0%50%50%70%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%38精品課件

工藝流程39精品課件

5、膨脹機(jī)系統(tǒng)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，補(bǔ)充系統(tǒng)冷損。40精品課件透平膨脹機(jī)制冷的基本原理膨脹機(jī)是為空分裝置提供冷量的設(shè)備，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，氣體在透平膨脹機(jī)內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹對外作功時(shí)，氣體的能量（焓值i）一定要減少，從而使氣體本身強(qiáng)烈地冷卻，而達(dá)到制冷的目的。41精品課件影響膨脹機(jī)制冷量大小的因素1、膨脹量：

膨脹量越大，影響氧提取率，氧提取率越底，膨脹量需同時(shí)滿足冷量平衡及精餾工況的需求。2、

機(jī)前溫度：提高機(jī)前溫度，單位制冷量提高；3、

機(jī)前壓力：提高機(jī)前壓力，增大膨脹比，單位制冷量提高；4、

絕熱效率。42精品課件透平膨脹機(jī)的調(diào)節(jié)方法從膨脹機(jī)制冷量的公式，可以看出Q=Gh0ηs如果改變制冷量Q，可以通過改變氣體的流量G、等熵焓降h0及其等熵效率ηs三個(gè)因素中的任何一個(gè)來實(shí)現(xiàn)。通常把改變膨脹氣體在進(jìn)出口狀態(tài)參數(shù)的調(diào)節(jié)，稱為質(zhì)的調(diào)節(jié)；改變氣體流量的調(diào)節(jié)稱為量的調(diào)節(jié)。1、進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)通過進(jìn)口調(diào)節(jié)閥開度的變化，改變膨脹機(jī)前的氣流壓力，從而膨脹機(jī)的焓降h0及其等熵效率ηs同時(shí)發(fā)生變化，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)產(chǎn)冷量的目的。２、轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴葉片角的流量調(diào)節(jié)這種調(diào)節(jié)是利用轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴葉片，因而改變其流通面積，達(dá)到改變膨脹機(jī)的流量，從而改變其制冷量。３、改變轉(zhuǎn)速通過關(guān)小回流閥來改變膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)冷量的效果。43精品課件另一種降溫的方法節(jié)流降溫一、節(jié)流流體經(jīng)閥門、縮徑時(shí)受到局部的阻力而造成壓力有較大的降落的過程，稱為節(jié)流過程。節(jié)流因摩擦阻力的存在——不可逆過程——熵增過程；實(shí)際氣體的節(jié)流：因?yàn)閷?shí)際氣體的焓值是溫度、壓力的函數(shù)，所以節(jié)流前后流體的溫度要發(fā)生變化。二、影響節(jié)流溫降的兩個(gè)因素1、節(jié)流前的溫度：節(jié)流前溫度越低，溫降越大；（空分中過冷器的設(shè)置就是利用上述理論）2、節(jié)流前后的壓差：壓差越大，溫降越大。44精品課件絕熱節(jié)流與等熵膨脹的對比節(jié)流閥膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，便于調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜可以在氣液兩相區(qū)工作不能大量帶液制冷量小制冷量大，不但有節(jié)流效應(yīng)，而且對外做功節(jié)流前溫度越低，溫降越大機(jī)前溫度高，制冷量大45精品課件46精品課件6、換熱系統(tǒng)熱量傳遞的三種方式傳導(dǎo)：它具有依靠物體內(nèi)部的溫度差或兩個(gè)不同物體直接接觸，在不產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，僅靠物體內(nèi)部微粒的熱運(yùn)動(dòng)傳遞了熱量；對流：流體中溫度不同的各部分之間發(fā)生相對位移時(shí)所引起的熱量傳遞的過程；輻射：物體通過電磁波傳遞能量的過程。47精品課件一、主換熱器低壓板式換熱器8臺(tái)杭氧產(chǎn)品高壓板式換熱器2臺(tái)美國CHART產(chǎn)品48精品課件主熱交換器作用：進(jìn)行多股流之間的熱交換結(jié)構(gòu)：為多層板翅式，各通道中的冷熱氣流通過翅片和隔板進(jìn)行良好的熱交換使用方式：對壓縮空氣進(jìn)行冷卻，直到達(dá)到接近液化溫度，各返流流體在此被加熱到常溫。主熱交換器49精品課件50精品課件

工藝流程51精品課件52精品課件高壓板式換熱器53精品課件二、液空、液氮過冷器兩臺(tái)板翅式鋁制換熱器杭氧制造54精品課件55精品課件

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。7、分餾塔系統(tǒng)56精品課件本裝置分餾塔系統(tǒng)的特點(diǎn)分餾塔系統(tǒng)是本套空分裝置的核心系統(tǒng)，其作用是利用低溫精餾來分離原料空氣中的氧、氮，技術(shù)特點(diǎn)如下。采用國外引進(jìn)的性能計(jì)算軟件對裝置進(jìn)行流程優(yōu)化分析，同時(shí)應(yīng)用杭氧自行開發(fā)的并經(jīng)過多套設(shè)備實(shí)際驗(yàn)證的更先進(jìn)的精餾計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，保證系統(tǒng)具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。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，工藝先進(jìn)，運(yùn)行安全可靠，操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。裝置的上塔采用規(guī)整填料技術(shù)。裝置的下塔采用專用于大型空分設(shè)備的四溢流塔板技術(shù)。57精品課件流程設(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。冷箱內(nèi)所有管路均采用專用軟件進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算，并采用高強(qiáng)度鋁合金材料，確保管路不變形。對中壓氧和高壓空氣管路采用不銹鋼材料，不銹鋼與鋁合金的過渡接頭采用進(jìn)口產(chǎn)品。對帶有高壓差節(jié)流閥的管路進(jìn)行管系振動(dòng)分析，以確保管路在啟動(dòng)與正常工作時(shí)的可靠性。所有的容器支架、閥門支架、管路支架均經(jīng)過嚴(yán)格的強(qiáng)度計(jì)算與冷補(bǔ)償計(jì)算。支架均采用不銹鋼材質(zhì)，即保證了低溫強(qiáng)度（普通碳鋼具有低溫冷脆性）又減少導(dǎo)熱損失。58精品課件分餾塔59精品課件上塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖60精品課件下塔原理示意圖BUBBLINGAREAGASGASLIQUIDSEPARATIONLIQUIDFROMGASENTRAINMENTDEGASINGOFLIQUIDCLEARLIQUIDDOWNCOMERCLEARANCEOUTLETWEIRINLETWEIRTRAYSPACINGDOWNCOMERSEALPANINLETBAFFLEWEIRCRESTDOWNCOMER

SEALAREA61精品課件塔板上氣體穿過液層62精品課件精餾系統(tǒng)模型63精品課件主冷凝蒸發(fā)器采用全浸式操作方式，不會(huì)產(chǎn)生干蒸發(fā)，且對于液氧通道采用截距較大的翅片與獨(dú)特的補(bǔ)液措施，使大液池中低碳?xì)浠衔餄舛鹊囊貉醪粩嘌a(bǔ)充進(jìn)主冷板式單元的液氧通道中，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。

——其次對于液氧通道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。并且在液氧側(cè)還有接地保護(hù)裝置。

——再次，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)。64精品課件工藝流程65精品課件

三、空分設(shè)備的安全規(guī)定及一些事故案例66精品課件空分裝置的安全操作在正常生產(chǎn)時(shí)，冷凝蒸發(fā)器液氧中的乙炔、碳?xì)浠衔锸强辗盅b置的主要引爆源，必須對其嚴(yán)格控制。液氧的安全排放是冷凝蒸發(fā)器防爆的一個(gè)有力措施，不能忽視。

主冷液氧液位不能長期處于低液位，盡可能避免低液位，低液位易造成乙炔等CH化合物增濃，造成危險(xiǎn)。乙炔、碳?xì)浠衔镌谝貉踔械暮繕O限值規(guī)定如下:

化合物名稱正常值報(bào)警值停車值乙炔0.01PPm0.1PPm1PPm碳?xì)浠衔?0PPm以下50PPm100PPm67精品課件一些空分裝置的事故案例空分裝置主冷乙炔、碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)后，引發(fā)的主冷凝蒸發(fā)器爆炸。68精品課件保溫材料排放不當(dāng)引起冷箱爆炸

預(yù)防措施：（1）

嚴(yán)格按照規(guī)定珠光砂排放規(guī)程；（2）

必須首先打開主冷箱頂部和板式冷箱頂部的所有人孔，適量通入冷箱密封氣進(jìn)行徹底加溫；（3）

與此同時(shí)必須將冷箱內(nèi)所有設(shè)備加溫至常溫；（4）

然后檢查冷箱內(nèi)氣體的氧含量，若其氧含量超過20.95%，則應(yīng)調(diào)整空分設(shè)備靜置等待，直到符合標(biāo)準(zhǔn)。以上工作檢查均合格，方可排砂；（5）

珠光砂的排放必須從冷箱頂部逐漸向下排放，下部人孔（包括珠光砂排放孔）嚴(yán)禁直接打開，珠光砂的排放應(yīng)緩慢，若有冰塊，必須從冷箱頂部取出．69精品課件液氧泵及氧氣管道的燃燒爆炸

氧氣管道設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)會(huì)引起爆炸，摩擦發(fā)熱，產(chǎn)生火花，燃燒爆炸。70精品課件3.27沙鋼制氧廠氧氣管道爆炸事故

2008/3/27沙鋼制氧廠氧氣管道爆炸,死亡2人.其中一人為沙鋼正處干部,袁加宇廠長。教訓(xùn)：：開關(guān)氧氣閥門要慢！不一定只是有雜質(zhì)才會(huì)爆炸，氧氣管道瞬間加壓產(chǎn)生的高溫可能是主因！送氧之前一定要記得先吹掃，之后送氧時(shí)氧氣閥門一定要緩慢打開，速度千萬不能快。直接原因1、吹掃不徹底。(吹了2次)

2、閥門前后壓差大，未充壓。(閥前20公斤氧氣壓力)3、也是最重要的一點(diǎn)，從該閥門拆卸后從該閥的旁通閥中發(fā)現(xiàn)有油。間接原因1、施工單位分3包，工程質(zhì)量存在一定的問題。2、管道連接未氬弧焊打底，且發(fā)現(xiàn)內(nèi)有鋼筋一根。3、也是最重要的一點(diǎn)，公司趕時(shí)間趕進(jìn)度。71精品課件其他事故案例1996年3月2日，江西新余鋼鐵廠6000m3／h空分設(shè)備在未發(fā)現(xiàn)異常征兆的情況下，板翅式主冷凝蒸發(fā)器突然發(fā)生爆炸，設(shè)備損壞嚴(yán)重，爆炸沖擊波將周圍建筑物玻璃震碎。1996年7月18日，哈爾濱氣化廠空分分廠10000m3／h空分設(shè)備主冷發(fā)生爆炸，主冷和上塔報(bào)廢。1997年5月16日，遼寧撫順乙烯化工廠6000m3／h空分塔發(fā)生惡性爆炸，設(shè)備、廠房均遭嚴(yán)重毀壞，4人死亡、4人重傷、27人輕傷。1997年12月25日，馬來西亞賓突魯殼牌石油公司一套80000m3／h空分設(shè)備發(fā)生惡性爆炸。爆炸始于主冷凝蒸發(fā)器，并擴(kuò)大到塔身；整個(gè)下塔壓入地內(nèi)；上塔和主冷被炸飛到750米以外；5公里內(nèi)窗框玻璃震碎，200公里之外可以聽到爆炸聲，飛出的金屬擊破石油和煤油儲(chǔ)罐而引發(fā)大火。2000年8月21日，江西萍鄉(xiāng)鋼鐵公司制氧廠1500m3／h空分裝置檢修現(xiàn)場發(fā)生燃爆事故，造成22人死亡、7人重傷、17人輕傷。72精品課件2003年8月22日，馬鞍山鋼鐵公司氧氣廠20000m3／h空分設(shè)備安裝時(shí)發(fā)生爆燃，人被彈出，并35％燒傷，經(jīng)搶救脫險(xiǎn)。2003年9月17日，湖南冷水江鋼鐵公司10000m3／h空分設(shè)備在安裝時(shí)，一股氣噴爆出來，焊工被擊出跌落平臺(tái)，搶救無效死亡。2006.5.30日15時(shí)，浙江義烏市凌云立交橋工地，一人在卸氧氣瓶過程中發(fā)生氣瓶碰撞，引發(fā)爆炸，該人當(dāng)場死亡。事故發(fā)生情況為：死者馮XX，男，29歲，從2003年開始從事氣瓶運(yùn)輸及氣體銷售工作。馮在給一工地卸氧氣瓶時(shí)，爆炸突然在車廂上發(fā)生，馮當(dāng)場被炸得血肉橫飛，只剩下一條胳膊、一只腳、一片后腦殼，慘不忍睹。有一碎片（約10公斤）飛出約160米遠(yuǎn)，砸壞了變壓器油箱，彈起后又砸壞一工棚墻上的薄鐵板。原因是一只氧氣瓶爆炸，一碎片擊中一只倒在車邊的乙炔瓶，導(dǎo)致乙炔瓶底部被炸開。因?yàn)槿萜鞅旧聿荒艹惺苷５墓ぷ鲏毫?，氣瓶充裝單位是浙南一個(gè)地下黑市場購買來路不明的舊鋼瓶。在調(diào)查中，就發(fā)現(xiàn)工地上2只這樣的、超期很久（鋼印都模糊不清）、且看不清是充裝那類氣體的氣瓶（實(shí)際由義烏市XX氣體公司充裝，為氧氣）而這些氣瓶的產(chǎn)權(quán)（包括爆炸的那只）都屬該公司。73精品課件工業(yè)氣體的安全防止窒息引起死亡的措施：

a、防止氮?dú)獾木植吭鰸猓缬性鰸庾龀鰳?biāo)記，并加以強(qiáng)制通風(fēng)；ｂ、嚴(yán)禁人員進(jìn)入氮?dú)庠鰸鈪^(qū)域；ｃ、人員進(jìn)入氮?dú)馊萜骰蚬艿狼埃仨殭z查確認(rèn)無氮?dú)庠鰸夥侥苓M(jìn)去，并在安全人員的監(jiān)督下進(jìn)行。74精品課件低溫液體的安全儲(chǔ)運(yùn)措施1、液化氣體只能裝入專用容器中，用專用的顏色標(biāo)明容器用途，并做上標(biāo)記；2、容器內(nèi)貯存的液化氣體會(huì)不斷的氣化，應(yīng)當(dāng)在容器上裝設(shè)安全閥或安全膜片，如沒有這些裝置時(shí)，氣體出口應(yīng)該經(jīng)常打開，對于只有小輸入口的容器，不能傳遞加溫液化氣體；3、不能直接接觸低溫容器，管道，液化氣體，必須配載相應(yīng)的保護(hù)制服。75精品課件充裝站的安全

1、氧氣流通嚴(yán)禁油脂；

2、氧氣放散嚴(yán)禁煙火；

3、氧氣包括液氧、液空和氮?dú)庠O(shè)備管道上鋪設(shè)防靜電積累的放靜電接地裝置。

4、防水；

5、嚴(yán)禁吸煙、明火；

6、人員穿戴不帶有鐵釘?shù)男?，衣著也要禁油，防靜電；

7、防超壓76精品課件四、空分裝置的施工77精品課件空分裝置的施工空分冷箱施工先進(jìn)行冷箱拼裝、設(shè)備吊裝，再進(jìn)行管道安裝、系統(tǒng)試壓，最后進(jìn)行系統(tǒng)吹掃、整體冷試和充填珠光砂?？辗掷湎涫┕^(qū)域狹小，高空立體交叉施工多，施工技術(shù)要求高，施工難度大，必須做好充分的施工準(zhǔn)備。78精品課件冷箱和塔內(nèi)設(shè)備安裝

冷箱是空分塔的外殼，由型鋼和鋼板組焊成的冷箱板拼裝而成，各相鄰冷箱板之間由安裝螺栓連接，外面采用密封連續(xù)焊，里面采用間斷焊。冷箱安裝采取將兩塊冷箱板在地面拼接、然后吊裝的施工方法。冷箱板拼接的尺寸誤差直接影響整個(gè)冷箱的拼裝質(zhì)量。因此，在施工現(xiàn)場利用鋼平臺(tái)設(shè)置一個(gè)拼接平臺(tái)，拼接平臺(tái)找平以后用小鋼板將每塊鋼平臺(tái)連接起來。為減小冷箱板拼接過程中的變形量，拼接時(shí)采取了反變形法：即當(dāng)冷箱板骨架內(nèi)側(cè)焊接時(shí)，讓兩塊冷箱板呈自由狀態(tài)，間斷焊接完畢后，將兩塊冷箱板翻身，調(diào)整好尺寸，然后將其四角剛性固定，先間斷焊，最后滿焊，使兩面的變形盡量抵消掉，從而保證冷箱板的拼接質(zhì)量。79精品課件冷箱內(nèi)一般有分餾塔、主熱交換器、粗氬塔、精氬塔等多臺(tái)設(shè)備，在冷箱拼裝和設(shè)備吊裝時(shí)，要充分考慮施工方法的可行性、安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性，合理安排冷箱板的拼裝和設(shè)備吊裝的順序。每層第一塊冷箱板吊裝就位后，為安全起見，必須及時(shí)采取臨時(shí)穩(wěn)固措施，一般采取拉纜繩與剛性斜撐固定相結(jié)合的方法。設(shè)備吊裝前，在設(shè)備上需安裝吊耳。如需捆扎設(shè)備時(shí)，必須對設(shè)備本體采取保護(hù)措施，避免鋼絲繩與設(shè)備本體直接接觸。80精品課件管道脫脂、配管和焊接

空分塔低溫深冷，氧氣助燃，遇油易爆。因此，必須對空分塔內(nèi)設(shè)備、管道、閥門、管件等進(jìn)行脫脂處理。鋁制件的脫脂，嚴(yán)禁使用四氯化碳溶劑，必須用聚（全）氯乙烯或三氯乙烯溶劑，非鋁制件均用四氯化碳（國家已禁用）進(jìn)行脫脂。脫脂后的管道、閥門、管件等均用白布扎口密封?？辗炙?nèi)管線錯(cuò)綜復(fù)雜，管道安裝必須按照以下原則