2025空分操作試題及答案一、填空題（每題2分，共20分）1.在空分設備中，空氣經(jīng)過過濾、壓縮、冷卻后進入（）進行初步的雜質去除。答案：空氣預冷系統(tǒng)?？諝忸A冷系統(tǒng)的作用是對壓縮后的高溫空氣進行冷卻，并初步去除其中的一些雜質，如水分、部分灰塵等，為后續(xù)的純化過程創(chuàng)造良好條件。2.分子篩吸附器的再生過程包括（）、（）和冷吹三個階段。答案：加熱、降壓。分子篩吸附器在吸附一定量的雜質后需要再生恢復吸附能力。首先進行降壓，降低吸附器內壓力，使被吸附的雜質更容易解吸；然后通過加熱氣體將熱量傳遞給分子篩，使雜質進一步解吸；最后進行冷吹，用低溫氣體將分子篩冷卻到合適的溫度，以便再次投入吸附工作。3.精餾塔內的精餾過程是基于混合物中各組分（）的不同來實現(xiàn)分離的。答案：沸點。在精餾塔中，混合物在塔內進行多次部分汽化和部分冷凝過程，由于各組分沸點不同，沸點低的組分更容易汽化上升，沸點高的組分則更容易冷凝下降，從而實現(xiàn)各組分的分離。4.空分設備中常用的制冷方法有（）制冷和（）制冷。答案：節(jié)流、膨脹機。節(jié)流制冷是利用流體在通過節(jié)流閥等節(jié)流元件時，壓力降低，焓值不變，溫度降低的原理來實現(xiàn)制冷。膨脹機制冷則是通過氣體在膨脹機內膨脹對外做功，使氣體的內能減少，溫度降低，從而達到制冷的目的。5.主冷液位的穩(wěn)定對于空分設備的正常運行至關重要，液位過高可能導致（），液位過低可能導致（）。答案：液氧淹沒板式換熱器通道影響換熱效果、主冷液氧中有害雜質濃縮引發(fā)爆炸危險。主冷液位過高會使液氧充滿板式換熱器的部分通道，減少氣體與液體的接觸面積，影響換熱效率。液位過低時，液氧中的乙炔等有害雜質濃度會相對升高，當達到一定濃度時，在一定條件下可能會引發(fā)爆炸。6.透平膨脹機的軸承通常采用（）潤滑，以保證其高速穩(wěn)定運行。答案：油膜。油膜潤滑可以在軸承表面形成一層連續(xù)的油膜，起到減少摩擦、降低磨損、散熱和緩沖的作用，使透平膨脹機的軸承能夠在高速旋轉的情況下保持穩(wěn)定運行。7.空分設備中的安全閥是一種（）裝置，當設備內壓力超過規(guī)定值時，安全閥自動開啟泄壓。答案：安全保護。安全閥的作用是確?？辗衷O備在運行過程中的安全，當設備內壓力異常升高超過規(guī)定值時，安全閥會自動開啟，將多余的壓力釋放出去，防止設備因超壓而損壞，保障人員和設備的安全。8.空氣壓縮機的排氣溫度過高會導致（），同時還會影響潤滑油的性能。答案：壓縮空氣品質下降、設備零部件損壞。排氣溫度過高會使壓縮空氣中的水分蒸發(fā)加劇，導致壓縮空氣的濕度增加，品質下降。高溫還會使設備的零部件膨脹變形，加速零部件的磨損，甚至導致零部件損壞，影響設備的正常運行和使用壽命。9.空分設備啟動前需要對系統(tǒng)進行（），以確保系統(tǒng)內無雜質和水分。答案：吹除和干燥。吹除可以將系統(tǒng)內的灰塵、鐵銹等雜質吹出，干燥則是去除系統(tǒng)內的水分，防止水分在低溫環(huán)境下結冰堵塞管道和設備，保證空分設備的正常啟動和運行。10.在空分設備的運行過程中，需要密切監(jiān)測氧氣、氮氣等產(chǎn)品的（）和（），以保證產(chǎn)品質量符合要求。答案：純度、產(chǎn)量。產(chǎn)品的純度直接關系到其使用價值，不同的應用場景對氧氣、氮氣的純度有不同的要求。產(chǎn)量則反映了空分設備的生產(chǎn)能力，需要根據(jù)用戶的需求進行合理控制和調節(jié)。二、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種氣體不屬于空分設備分離出的主要產(chǎn)品（）A.氧氣B.氮氣C.氫氣D.氬氣答案：C?？辗衷O備主要是將空氣中的氧氣、氮氣和氬氣等進行分離和提純，氫氣不是從空氣中直接分離得到的，所以答案選C。2.分子篩吸附器吸附的主要雜質不包括（）A.水分B.二氧化碳C.乙炔D.氧氣答案：D。分子篩吸附器主要用于吸附空氣中的水分、二氧化碳、乙炔等雜質，氧氣是空氣的主要成分之一，不是分子篩吸附的對象，所以答案選D。3.透平膨脹機的效率與下列哪個因素無關（）A.進氣壓力B.進氣溫度C.排氣壓力D.設備的顏色答案：D。透平膨脹機的效率主要與進氣壓力、進氣溫度、排氣壓力等熱力參數(shù)有關，設備的顏色對其效率沒有影響，所以答案選D。4.空分設備中，主冷的換熱方式是（）A.間壁式換熱B.混合式換熱C.蓄熱式換熱D.以上都不是答案：A。主冷通常采用板式換熱器，屬于間壁式換熱，即冷熱流體通過隔板進行熱量交換，兩種流體不直接接觸，所以答案選A。5.空氣壓縮機的喘振是一種（）現(xiàn)象。A.正常運行B.不穩(wěn)定運行C.高效運行D.節(jié)能運行答案：B。喘振是空氣壓縮機在運行過程中出現(xiàn)的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，會導致壓縮機的流量和壓力劇烈波動，嚴重影響壓縮機的正常運行和使用壽命，所以答案選B。6.空分設備中，液氧泵的作用是（）A.輸送液氧B.提高液氧壓力C.使液氧汽化D.A和B答案：D。液氧泵的主要作用是將液氧從一個地方輸送到另一個地方，同時提高液氧的壓力，以滿足后續(xù)工藝的需求，液氧泵本身不會使液氧汽化，所以答案選D。7.下列關于空分設備中閥門的說法，錯誤的是（）A.截止閥主要用于截斷或接通介質流B.調節(jié)閥用于調節(jié)流量和壓力C.安全閥在設備正常運行時也會開啟D.球閥具有開關迅速的特點答案：C。安全閥只有在設備內壓力超過規(guī)定值時才會自動開啟泄壓，在設備正常運行時是關閉的，所以答案選C。8.空分設備啟動階段，冷卻過程中應遵循（）的原則。A.先快后慢B.先慢后快C.勻速冷卻D.隨意冷卻答案：B。在空分設備啟動冷卻過程中，開始時應緩慢冷卻，讓設備各部分均勻收縮，避免因溫差過大產(chǎn)生熱應力損壞設備。當溫度降低到一定程度后，可以適當加快冷卻速度，所以答案選B。9.空分設備運行中，氬餾分的抽取位置一般在（）A.上塔中部B.上塔下部C.下塔頂部D.下塔底部答案：A。氬餾分是從空分設備的上塔中部抽取的，因為在這個位置氬氣的含量相對較高，有利于后續(xù)氬氣的提取和提純，所以答案選A。10.空分設備的自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對設備的（）A.遠程監(jiān)控B.自動調節(jié)C.故障報警D.以上都是答案：D?？辗衷O備的自動化控制系統(tǒng)可以對設備進行遠程監(jiān)控，實時了解設備的運行狀態(tài)；能夠根據(jù)工藝要求自動調節(jié)設備的參數(shù)，保證設備的穩(wěn)定運行；當設備出現(xiàn)故障時，還能及時發(fā)出報警信號，所以答案選D。三、判斷題（每題2分，共20分）1.空分設備可以將空氣中的所有成分完全分離。（）答案：錯誤。雖然空分設備可以將空氣中的氧氣、氮氣、氬氣等主要成分進行分離和提純，但由于技術和成本等因素的限制，不可能將空氣中的所有成分完全分離，總會有一些微量雜質存在，所以該說法錯誤。2.分子篩吸附器的吸附容量是固定不變的。（）答案：錯誤。分子篩吸附器的吸附容量會受到多種因素的影響，如溫度、壓力、氣體中雜質的濃度等。一般來說，溫度越低、壓力越高，分子篩的吸附容量越大；氣體中雜質濃度越高，吸附容量相對會降低，所以該說法錯誤。3.透平膨脹機在運行過程中不需要進行維護。（）答案：錯誤。透平膨脹機是高速旋轉的設備，在運行過程中需要定期進行維護，包括檢查軸承的潤滑情況、密封性能、設備的振動情況等，以確保其安全穩(wěn)定運行，所以該說法錯誤。4.空分設備的主冷液位越高越好。（）答案：錯誤。如前面填空題所述，主冷液位過高會影響換熱效果，甚至可能導致設備故障，所以主冷液位需要保持在合適的范圍內，并非越高越好，該說法錯誤。5.空氣壓縮機的排氣壓力越高，其效率就越高。（）答案：錯誤。空氣壓縮機的效率與排氣壓力并不是簡單的正相關關系。當排氣壓力過高時，壓縮機需要消耗更多的能量來克服阻力，同時可能會出現(xiàn)喘振等不穩(wěn)定現(xiàn)象，反而會降低效率，所以該說法錯誤。6.空分設備中，安全閥開啟后可以自動關閉。（）答案：正確。當設備內壓力降低到規(guī)定值以下時，安全閥會自動關閉，恢復到正常的密封狀態(tài)，以保證設備的正常運行，所以該說法正確。7.液氧可以與油脂等易燃物接觸。（）答案：錯誤。液氧具有強氧化性，與油脂等易燃物接觸時，在一定條件下可能會引發(fā)劇烈的燃燒甚至爆炸，所以液氧嚴禁與油脂等易燃物接觸，該說法錯誤。8.空分設備的啟動過程可以隨意進行，不需要遵循特定的步驟。（）答案：錯誤?？辗衷O備的啟動過程需要嚴格按照操作規(guī)程進行，遵循一定的步驟和順序，如先進行系統(tǒng)的吹除和干燥，再進行設備的冷卻、積液等操作，否則可能會導致設備損壞或運行不穩(wěn)定，所以該說法錯誤。9.空分設備中，氬氣的提取對氧氣和氮氣的生產(chǎn)沒有影響。（）答案：錯誤。氬氣的提取會影響上塔的精餾工況，進而對氧氣和氮氣的純度和產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響，需要在生產(chǎn)過程中進行合理的調節(jié)和控制，所以該說法錯誤。10.空分設備的自動化控制系統(tǒng)可以完全代替人工操作。（）答案：錯誤。雖然自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對空分設備的遠程監(jiān)控、自動調節(jié)和故障報警等功能，但在一些特殊情況下，如設備出現(xiàn)故障需要進行檢修、系統(tǒng)參數(shù)需要進行人工干預調整等，仍然需要人工操作，所以該說法錯誤。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述空分設備中分子篩吸附器的工作原理。答：分子篩吸附器是利用分子篩對不同分子的吸附特性來工作的。分子篩具有均勻的微孔結構，其孔徑大小與被吸附分子的大小相當。當含有雜質（如水分、二氧化碳、乙炔等）的空氣通過分子篩吸附器時，這些雜質分子會被吸附在分子篩的微孔表面。分子篩對不同分子的吸附能力不同，一般來說，極性分子和不飽和分子更容易被吸附。在吸附過程中，分子篩的吸附容量會隨著時間的增加而逐漸達到飽和。為了使分子篩能夠重復使用，需要對其進行再生。再生過程包括降壓、加熱和冷吹三個階段。降壓可以降低吸附器內的壓力，使被吸附的雜質更容易解吸。加熱是通過通入高溫氣體，將熱量傳遞給分子篩，進一步促進雜質的解吸。冷吹則是用低溫氣體將分子篩冷卻到合適的溫度，以便再次投入吸附工作。2.分析空分設備中主冷液位波動的原因及處理方法。答：主冷液位波動的原因主要有以下幾點：-精餾工況不穩(wěn)定：上塔或下塔的精餾工況發(fā)生變化，如回流比不合適、進料量或組成變化等，會影響主冷的熱量平衡，導致液位波動。-制冷量變化：制冷設備（如膨脹機）的制冷量不穩(wěn)定，會使進入主冷的冷量發(fā)生變化，從而引起液位波動。-液體排放或補充異常：液氧泵的流量不穩(wěn)定、液體排放閥的開度變化等，會導致主冷內液體的進出量不平衡，造成液位波動。-壓力波動：主冷內壓力的波動會影響液氧的沸點和汽化量，進而導致液位變化。處理方法如下：-穩(wěn)定精餾工況：調整回流比、進料量和進料組成等參數(shù)，使精餾塔的工況恢復穩(wěn)定。-穩(wěn)定制冷量：檢查制冷設備的運行狀態(tài)，確保其制冷量穩(wěn)定。如果膨脹機出現(xiàn)故障，及時進行維修或調整。-檢查液體排放和補充系統(tǒng)：檢查液氧泵的運行情況，確保其流量穩(wěn)定；檢查液體排放閥的開度是否合適，避免液體進出量異常。-穩(wěn)定主冷壓力：檢查主冷的壓力控制系統(tǒng)，確保壓力穩(wěn)定。如果壓力波動較大，分析原因并進行相應的調整。3.說明空分設備中空氣壓縮機喘振的危害及預防措施。答：喘振的危害主要有以下幾點：-設備損壞：喘振會導致壓縮機的流量和壓力劇烈波動，使壓縮機的葉輪、軸等部件受到交變應力的作用，容易造成部件的疲勞損壞。-性能下降：喘振會使壓縮機的效率急劇下降，增加能耗，同時還會影響壓縮空氣的質量和產(chǎn)量。-系統(tǒng)不穩(wěn)定：喘振會引起整個空分系統(tǒng)的壓力和流量波動，影響其他設備的正常運行，甚至可能導致系統(tǒng)停車。預防措施如下：-合理選型：根據(jù)空分設備的實際需求，選擇合適的空氣壓縮機，確保其在設計工況下能夠穩(wěn)定運行。-控制流量：在壓縮機運行過程中，要保證其流量不低于喘振流量?？梢酝ㄟ^調節(jié)進口導葉、出口放空閥等方式來控制流量。-穩(wěn)定工況：避免壓縮機在工況變化劇烈的情況下運行，如避免頻繁啟停、快速加減負荷等。在工況變化時，要緩慢進行調整，使壓縮機有足夠的時間適應。-監(jiān)測與保護：安裝喘振監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測壓縮機的運行狀態(tài)。當接近喘振工況時，及時發(fā)出報警信號，并自動采取措施，如打開放空閥、調節(jié)進口導葉等，防止喘振的發(fā)生。五、計算題（10分）已知某空分設備的空氣處理量為50000m3/h（標準狀態(tài)），氧氣產(chǎn)量為10000m3/h（標準狀態(tài)），氧氣純度為99.6%，氮氣產(chǎn)量為38000m3/h（標準狀態(tài)），氮氣純度為99.9%。求該空分設備的氧氣