2025空分初級(jí)試題及答案一、填空題（每題2分，共30分）1.空氣的主要成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算，氮?dú)饧s占______，氧氣約占______。答案：78%；21%。解析：空氣是一種混合物，其中氮?dú)夂孔罡?，約占78%，氧氣次之，約占21%，這是空氣成分的基本常識(shí)，在空分過(guò)程中，就是要將這兩種主要成分以及其他少量成分進(jìn)行分離。2.空分設(shè)備中常用的制冷方法有______和______。答案：節(jié)流制冷；膨脹機(jī)制冷。解析：節(jié)流制冷是利用流體在通過(guò)節(jié)流閥等節(jié)流元件時(shí)，壓力降低，焓值不變，溫度降低來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。膨脹機(jī)制冷則是氣體在膨脹機(jī)中進(jìn)行絕熱膨脹，對(duì)外做功，使氣體的內(nèi)能減少，溫度降低，這兩種是空分設(shè)備中獲得低溫環(huán)境的重要制冷方式。3.分子篩吸附器的再生過(guò)程一般分為_(kāi)_____、______、______三個(gè)階段。答案：加熱；冷吹；均壓。解析：加熱階段是用加熱氣體將吸附劑吸附的水分、二氧化碳等雜質(zhì)解吸出來(lái)；冷吹階段是用冷氣體將吸附劑冷卻到正常工作溫度；均壓階段是使吸附器的壓力與系統(tǒng)壓力平衡，以便切換到吸附狀態(tài)時(shí)能平穩(wěn)運(yùn)行。4.空分設(shè)備中的精餾塔分為_(kāi)_____塔和______塔。答案：上塔；下塔。解析：下塔一般為雙級(jí)精餾塔的第一級(jí)，在較低壓力下將空氣初步分離，得到富氧液空和液氮。上塔則是在較低壓力下進(jìn)一步分離，最終得到高純度的氧氣、氮?dú)獾犬a(chǎn)品。5.空氣濾清器的作用是______。答案：過(guò)濾空氣中的灰塵、機(jī)械雜質(zhì)等，防止其進(jìn)入空分設(shè)備，保護(hù)壓縮機(jī)等設(shè)備的正常運(yùn)行。解析：空氣中含有大量的灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，如果不經(jīng)過(guò)過(guò)濾直接進(jìn)入空分設(shè)備，會(huì)磨損壓縮機(jī)的葉輪、密封件等部件，還可能堵塞換熱器、管道等，影響設(shè)備的性能和使用壽命。6.空分裝置中，液氧泵的作用是______。答案：將液氧從低壓狀態(tài)輸送到高壓狀態(tài)，滿足后續(xù)工藝的需求，如輸送到氧氣管網(wǎng)或充瓶等。解析：液氧在空分塔中處于低壓狀態(tài)，而實(shí)際使用時(shí)可能需要較高的壓力，液氧泵通過(guò)對(duì)液氧做功，提高其壓力，使其能夠順利輸送到需要的地方。7.空分設(shè)備中常用的換熱器有______、______、______等。答案：板翅式換熱器；管式換熱器；蓄冷器。解析：板翅式換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在空分設(shè)備中廣泛應(yīng)用于空氣與各種氣體的熱交換。管式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于一些對(duì)傳熱要求不是特別高的場(chǎng)合。蓄冷器是早期空分設(shè)備中常用的換熱設(shè)備，利用蓄冷介質(zhì)的蓄冷和放熱來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量交換。8.露點(diǎn)是指氣體中水蒸氣開(kāi)始______的溫度。答案：凝結(jié)。解析：當(dāng)氣體冷卻到露點(diǎn)溫度時(shí)，氣體中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，開(kāi)始凝結(jié)成液態(tài)水。在空分設(shè)備中，測(cè)量露點(diǎn)可以判斷氣體中水分的含量，對(duì)于保證產(chǎn)品氣體的純度和設(shè)備的正常運(yùn)行非常重要。9.空分設(shè)備的啟動(dòng)過(guò)程一般分為_(kāi)_____、______、______、______四個(gè)階段。答案：空氣出空冷塔、空氣進(jìn)分子篩吸附器、空氣進(jìn)分餾塔、產(chǎn)品氧氮合格。解析：空氣出空冷塔是將空氣初步冷卻和洗滌；空氣進(jìn)分子篩吸附器是去除空氣中的水分、二氧化碳等雜質(zhì)；空氣進(jìn)分餾塔是開(kāi)始進(jìn)行精餾分離；產(chǎn)品氧氮合格則表示空分設(shè)備進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)，能夠生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的氧氣和氮?dú)猱a(chǎn)品。10.安全閥的作用是______。答案：當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟排放介質(zhì)，防止壓力繼續(xù)升高，保證設(shè)備和管道的安全。解析：在空分設(shè)備中，各種設(shè)備和管道都有一定的耐壓范圍，如果壓力過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備破裂、爆炸等嚴(yán)重事故。安全閥是一種重要的安全保護(hù)裝置，能夠在壓力異常升高時(shí)及時(shí)發(fā)揮作用。11.空分設(shè)備中的膨脹機(jī)按工作原理可分為_(kāi)_____膨脹機(jī)和______膨脹機(jī)。答案：透平式；活塞式。解析：透平式膨脹機(jī)是利用氣體在葉輪中膨脹做功，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，具有效率高、流量大等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代空分設(shè)備中常用的膨脹機(jī)類(lèi)型?；钊脚蛎洐C(jī)則是通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體的膨脹和壓縮，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，效率較低，但在一些特定場(chǎng)合仍有應(yīng)用。12.空分裝置中，主冷凝蒸發(fā)器的作用是______。答案：使下塔頂部的液氮冷凝，上塔底部的液氧蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)氧氮的分離，同時(shí)為精餾過(guò)程提供回流液和上升蒸汽。解析：主冷凝蒸發(fā)器是上塔和下塔之間進(jìn)行熱量交換的關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)液氮和液氧之間的熱交換，維持精餾塔的正常運(yùn)行，保證產(chǎn)品氧氣和氮?dú)獾募兌取?3.分子篩吸附劑對(duì)不同分子的吸附能力不同，一般對(duì)______的吸附能力較強(qiáng)，對(duì)______的吸附能力較弱。答案：極性分子；非極性分子。解析：分子篩具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)和孔道，極性分子與分子篩表面的作用力較強(qiáng)，容易被吸附。非極性分子與分子篩表面的作用力較弱，吸附能力相對(duì)較差。例如，分子篩對(duì)水分、二氧化碳等極性分子的吸附能力較強(qiáng)，而對(duì)氮?dú)?、氧氣等非極性分子的吸附能力較弱。14.空分設(shè)備的保冷材料一般采用______、______等。答案：珠光砂；泡沫玻璃。解析：珠光砂是一種輕質(zhì)、多孔的絕熱材料，具有良好的保溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，價(jià)格相對(duì)較低，在空分設(shè)備中廣泛應(yīng)用。泡沫玻璃是一種新型的保溫材料，具有不燃、無(wú)毒、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較高，適用于對(duì)保溫要求較高的場(chǎng)合。15.空分裝置中，氮?dú)獾募兌纫话阌胈_____來(lái)表示。答案：含氧量。解析：在空分生產(chǎn)中，通常用氮?dú)庵兴鯕獾捏w積分?jǐn)?shù)來(lái)表示氮?dú)獾募兌?，例?9.99%的氮?dú)獗硎酒渲醒鯕獾暮繛?.01%。二、選擇題（每題2分，共20分）1.下列氣體中，在空氣中含量最少的是（）。A.氮?dú)釨.氧氣C.氬氣D.二氧化碳答案：D解析：空氣中氮?dú)饧s占78%，氧氣約占21%，氬氣約占0.93%，二氧化碳約占0.03%，所以二氧化碳在空氣中含量最少。2.空分設(shè)備中，分子篩吸附器一般采用（）運(yùn)行方式。A.單臺(tái)連續(xù)B.兩臺(tái)并聯(lián)C.兩臺(tái)串聯(lián)D.兩臺(tái)切換答案：D解析：分子篩吸附器需要定期進(jìn)行再生，以恢復(fù)其吸附能力。通常采用兩臺(tái)切換的運(yùn)行方式，一臺(tái)吸附時(shí)，另一臺(tái)再生，保證空分設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。3.膨脹機(jī)的效率越高，制冷量（）。A.越大B.越小C.不變D.不確定答案：A解析：膨脹機(jī)的效率越高，意味著在相同的進(jìn)氣條件下，能夠?qū)⒏嗟臍怏w內(nèi)能轉(zhuǎn)化為對(duì)外做功，從而使氣體的溫度降低更多，制冷量也就越大。4.空分設(shè)備中，上塔的壓力一般（）下塔的壓力。A.高于B.低于C.等于D.不確定答案：B解析：下塔是在較高壓力下進(jìn)行初步精餾，上塔是在較低壓力下進(jìn)一步分離，這樣有利于氧氮的分離，提高產(chǎn)品純度。所以上塔的壓力一般低于下塔的壓力。5.液氧的密度比氣氧的密度（）。A.大B.小C.相等D.不確定答案：A解析：物質(zhì)在液態(tài)時(shí)分子間的距離比氣態(tài)時(shí)小，分子排列更緊密，所以液氧的密度比氣氧的密度大。6.空分設(shè)備中，空氣壓縮機(jī)的排氣壓力一般為（）MPa。A.0.1-0.2B.0.4-0.6C.1.0-1.5D.2.0-3.0答案：B解析：空分設(shè)備中，空氣壓縮機(jī)的排氣壓力一般在0.4-0.6MPa左右，這樣的壓力可以滿足后續(xù)空冷塔、分子篩吸附器等設(shè)備的運(yùn)行要求，同時(shí)也為精餾塔的分離創(chuàng)造合適的條件。7.分子篩吸附器的吸附容量與（）有關(guān)。A.溫度B.壓力C.氣體流速D.以上都是答案：D解析：溫度越低、壓力越高，分子篩的吸附容量越大。氣體流速過(guò)快會(huì)使氣體與分子篩的接觸時(shí)間減少，降低吸附效果，從而影響吸附容量。所以分子篩吸附器的吸附容量與溫度、壓力、氣體流速等因素都有關(guān)。8.空分裝置中，主冷凝蒸發(fā)器的溫差一般為（）℃。A.1-2B.3-5C.5-8D.8-10答案：B解析：主冷凝蒸發(fā)器的溫差一般在3-5℃之間，這個(gè)溫差是保證液氮和液氧之間進(jìn)行有效熱交換的關(guān)鍵參數(shù)，如果溫差過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)影響精餾塔的正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。9.空分設(shè)備中，下列哪種物質(zhì)不屬于危險(xiǎn)雜質(zhì)（）。A.乙炔B.二氧化碳C.碳?xì)浠衔顳.氧化亞氮答案：B解析：乙炔、碳?xì)浠衔锖脱趸瘉喌谝貉踔蟹e聚到一定濃度時(shí)，可能會(huì)引發(fā)爆炸等危險(xiǎn)事故，屬于危險(xiǎn)雜質(zhì)。二氧化碳雖然會(huì)影響空分設(shè)備的運(yùn)行，但一般不會(huì)直接導(dǎo)致危險(xiǎn)，不屬于危險(xiǎn)雜質(zhì)。10.空分設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間一般為（）小時(shí)。A.8-12B.12-24C.24-36D.36-48答案：B解析：空分設(shè)備的啟動(dòng)過(guò)程較為復(fù)雜，需要逐步建立低溫環(huán)境、進(jìn)行精餾分離等。一般情況下，啟動(dòng)時(shí)間在12-24小時(shí)左右，但具體時(shí)間會(huì)受到設(shè)備類(lèi)型、啟動(dòng)條件等因素的影響。三、判斷題（每題2分，共20分）1.空氣經(jīng)過(guò)壓縮后溫度會(huì)升高。（）答案：正確解析：根據(jù)熱力學(xué)原理，空氣在壓縮過(guò)程中，外界對(duì)空氣做功，空氣的內(nèi)能增加，溫度會(huì)升高。2.分子篩吸附器只能吸附水分和二氧化碳。（）答案：錯(cuò)誤解析：分子篩吸附器除了能吸附水分和二氧化碳外，還能吸附一些其他的雜質(zhì)，如乙炔、氧化亞氮等碳?xì)浠衔铩?.膨脹機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中不需要潤(rùn)滑。（）答案：錯(cuò)誤解析：膨脹機(jī)的軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)部件需要潤(rùn)滑，以減少摩擦和磨損，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。一般采用潤(rùn)滑油或氣體軸承等方式進(jìn)行潤(rùn)滑。4.上塔的精餾效果主要取決于塔板數(shù)。（）答案：錯(cuò)誤解析：上塔的精餾效果不僅取決于塔板數(shù)，還與進(jìn)料狀態(tài)、回流比、塔內(nèi)氣液流動(dòng)狀況等因素有關(guān)。塔板數(shù)只是影響精餾效果的一個(gè)重要因素，但不是唯一因素。5.液氧可以與有機(jī)物接觸。（）答案：錯(cuò)誤解析：液氧是一種強(qiáng)氧化劑，與有機(jī)物接觸時(shí)，在一定條件下可能會(huì)發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，甚至引發(fā)爆炸，所以液氧不能與有機(jī)物接觸。6.空分設(shè)備中的安全閥一旦開(kāi)啟，就必須更換。（）答案：錯(cuò)誤解析：安全閥開(kāi)啟后，如果是由于系統(tǒng)壓力瞬間波動(dòng)等原因?qū)е碌?，且開(kāi)啟后安全閥能夠正?；刈?，密封性能良好，經(jīng)過(guò)檢查和校驗(yàn)合格后，可以繼續(xù)使用，不一定必須更換。7.空氣濾清器的過(guò)濾效率越高越好。（）答案：錯(cuò)誤解析：雖然空氣濾清器的過(guò)濾效率越高，能夠過(guò)濾掉的雜質(zhì)越多，但過(guò)濾效率過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致空氣阻力增大，影響壓縮機(jī)的進(jìn)氣量和效率，同時(shí)也會(huì)增加設(shè)備的運(yùn)行成本。所以需要在過(guò)濾效率和空氣阻力之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。8.主冷凝蒸發(fā)器的液位越高越好。（）答案：錯(cuò)誤解析：主冷凝蒸發(fā)器的液位需要保持在合適的范圍內(nèi)，如果液位過(guò)高，可能會(huì)影響液氮和液氧之間的熱交換，導(dǎo)致精餾塔的工況不穩(wěn)定；如果液位過(guò)低，可能會(huì)使主冷凝蒸發(fā)器的傳熱面積減少，影響產(chǎn)品質(zhì)量。9.空分設(shè)備的保冷材料只要有一定的保溫性能就可以，不需要考慮其他因素。（）答案：錯(cuò)誤解析：空分設(shè)備的保冷材料除了要有良好的保溫性能外，還需要考慮其化學(xué)穩(wěn)定性、防火性能、防潮性能、機(jī)械強(qiáng)度等因素。例如，保冷材料如果不防潮，可能會(huì)吸收水分，降低保溫性能；如果不防火，在遇到火源時(shí)可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)。10.空分裝置中，氮?dú)獾募兌仍礁?，其含氧量越低。（）答案：正確解析：氮?dú)獾募兌韧ǔＳ煤趿縼?lái)表示，所以氮?dú)獾募兌仍礁?，其含氧量越低。四、?jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述空分設(shè)備的工作原理。答案：空分設(shè)備的工作原理主要基于空氣各組分的沸點(diǎn)不同，通過(guò)壓縮、冷卻、精餾等過(guò)程將空氣分離成氧氣、氮?dú)獾犬a(chǎn)品。具體步驟如下：-空氣壓縮：空氣首先經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾掉灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，然后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，提高空氣的壓力。-空氣預(yù)冷：壓縮后的空氣進(jìn)入空冷塔，與冷卻水進(jìn)行熱交換，降低空氣的溫度，同時(shí)去除部分水分。-雜質(zhì)吸附：預(yù)冷后的空氣進(jìn)入分子篩吸附器，吸附其中的水分、二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)，保證進(jìn)入精餾塔的空氣純凈。-制冷：通過(guò)節(jié)流制冷和膨脹機(jī)制冷等方式，將空氣冷卻到低溫狀態(tài)，為精餾分離創(chuàng)造條件。-精餾分離：低溫空氣進(jìn)入精餾塔，在塔內(nèi)進(jìn)行多次氣液交換，由于氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，沸點(diǎn)較低的氮?dú)庵饾u上升到塔頂，成為高純氮?dú)猱a(chǎn)品；沸點(diǎn)較高的氧氣則留在塔底，成為液氧或氣氧產(chǎn)品。-產(chǎn)品輸送：分離得到的氧氣、氮?dú)獾犬a(chǎn)品通過(guò)管道輸送到用戶(hù)端或進(jìn)行儲(chǔ)存。2.分子篩吸附器在空分設(shè)備中有什么作用？如何進(jìn)行再生操作？答案：-作用：分子篩吸附器在空分設(shè)備中的主要作用是吸附空氣中的水分、二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)，防止這些雜質(zhì)進(jìn)入精餾塔，影響精餾效果和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)保護(hù)設(shè)備免受腐蝕和堵塞。-再生操作：分子篩吸附器的再生過(guò)程一般分為加熱、冷吹、均壓三個(gè)階段。-加熱階段：打開(kāi)再生氣體進(jìn)口閥和出口閥，讓加熱后的再生氣體（通常為污氮?dú)猓┻M(jìn)入吸附器，加熱吸附劑，使吸附劑上吸附的雜質(zhì)解吸出來(lái)，隨著再生氣體排出吸附器。加熱時(shí)間和溫度根據(jù)吸附器的大小和吸附情況而定。-冷吹階段：當(dāng)吸附劑溫度達(dá)到設(shè)定值后，停止加熱，繼續(xù)通入常溫的再生氣體，將吸附劑冷卻到正常工作溫度，為下一次吸附做好準(zhǔn)備。-均壓階段：關(guān)閉再生氣體進(jìn)出口閥，緩慢打開(kāi)吸附器與系統(tǒng)之間的均壓閥，使吸附器的壓力與系統(tǒng)壓力平衡，然后切換到吸附狀態(tài)，開(kāi)始新一輪的吸附過(guò)程。3.如何保證空分設(shè)備的安全運(yùn)行？答案：為保證空分設(shè)備的安全運(yùn)行，可以從以下幾個(gè)方面入手：-設(shè)