空分装置空冷塔空气管道设计

⑴ 如何提高空分装置的效率

1、造成分子筛进水事故的原因有哪些？

答：1、当空冷塔液位高于3500mm时水超过空气进口管高度，大量的水随空气进入分子筛吸附器；2、当空冷塔阻力上升，高于7kPa时，空冷塔内会形成液悬,造成底部水位波动，空冷塔阻力波动，水随空气进入分子筛吸附器； 3、分子筛切换程序紊乱，造成空气突然经分子筛吸附器防空，空冷塔内气流速度急剧加快，水随空气进入分子筛吸附器； 4、仪表空气压力降低，气动阀门自调失控，造成水位升高； 5、冷却水、冷冻水流量过大，使空冷塔夜悬。

2、什么叫回流比？它对精馏有什么影响

答：回流比是指精馏塔内下流液体量与上升蒸汽量的比. 精馏产品的纯度，在塔板数一定的条件下取决于回流比的大小。回流比大时，所得到的气相中的氮纯度高，液相中的氧纯度低；回流比小时，得到的气相中氮纯度低，液相中氧纯度高。

3、膨胀机事故的防范措施有哪些？

答：1、膨胀机前轴承温度报警值为70℃，联锁值为75℃； 2、膨胀机转速超过报警值时回流阀渐开，超过联锁值时膨胀机停车； 3、增压机流量低于最小报警值膨胀机回流阀全开； 4、膨胀机入口温度小于-180℃时入口阀关闭。

4、增压膨胀机的操作注意事项有哪些？

答：1、任何情况下不允许摘除联锁启动膨胀机； 2、控制膨胀机入口温度不低于-118℃； 3、在增压机旁通阀FCV401关闭的情况下不允许启动膨胀机，首次使用膨胀机或在热状态下将膨胀机投入使用应首先预冷。

5、空气中有哪些杂质？

答：空气中除氧、氮外，还有少量的水蒸气、二氧化碳、乙炔和其它碳氢化合物及少量的灰尘等固体杂质。

6、在空分过程中为什么要清除杂质？

答：随着空气的冷却，被冻结下来的水和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔里，就会堵塞通道、管路和阀门；乙炔积聚在液氧中有爆炸的危险；灰尘会磨损运转机械。为了保证空分设备长期稳定可靠的运行，必须设置专门的净化设备，清除这些杂质。

7、怎样判断分子筛的加热再生是否彻底？

答：首先要求对分子筛进行加热所需的气体压力、流量达到工艺要求的条件。加热再生过程可通过再生曲线来判断。“冷吹峰值”温度是整个床层再生是否彻底的标志。

8、什么叫氧气放散率？

答：指制氧机生产的氧（气态和液态）产品中有多少未被利用而放空的比例。 氧气放散率是反应设备配套适应能力和生产组织水平的重要指标。氧气放散率越，能源浪费越，综合经济效益越差。所以必须通过各种手段降低氧气放散率。

9、空气预冷系统有哪几种形式？

答：1、带低温水的空气冷却塔； 2、低温水间接冷却系统 3、空气与冷冻机直接换热的系统； 4、污氮蒸发冷却系统； 5、直接用机后冷却器冷却.

10、什么叫分子筛？有哪几种？它有什么特性？

答：分子筛是人工合成的晶体铝硅酸盐，也有天然的，俗称泡沸石。 目前常用的主要有A型、X型、Y型。 分子筛的主要特性： 1、吸附力极强，选择性吸附性能好； 2、干燥度极高，对高温气体有良好的干燥能力； 3、稳定性好，在200℃以下仍能保持正常的吸附容量。分子筛的使用寿命也比较长。 4、分子筛对水的吸附能力特强，其次是乙炔和二氧化碳。

11、分子筛吸附净化流程的空分设备在启动上有何特点？操作时应注意什么？

答：分子筛净化流程的空分设备在启动过程中主要集中在充分发挥膨胀机的制冷能力，合理分配冷量，全面冷却设备。可分为冷却设、积累液体、调整工况三个阶段。 注意事项：) 1、首次使用的分子筛要进行一次活化再生，目的是清除运输和充填过程中吸附的水分和二氧化碳。活化温度一般高于200℃，低<. 于250℃。当出口温度达80℃时就可冷吹。活化时间不少于两个周期； 2、当分子筛启动时送气过程要缓慢，放空阀关小要谨慎，防止因压力波动而破坏床层内的分子筛； 3、需要启动两台膨胀机时要全开增压机回流阀，将先运转的膨胀机的压力降下来，然后两台膨胀机同时加负荷，防止后启动的增压机发生喘振； 4、注意换热器中部温度的控制； 5、注意空冷塔的工作，确保预冷后的空气达到设计要求。

12、分子筛净化系统在操作时应注意哪些问题？

答：1、对分子筛吸附器的安装要求：要认真检查上、下筛网有无破损；分子筛是否填充满，并且扒平；认真封好内、外套人孔，防止互相串气； 2、分子筛吸附器在运行时，要定期监视分子筛温度曲线和出口二氧化碳的含量，以判断吸附器的工作是否正常； 3、要密切监视吸附器的切换程序切换压差是否正常； 4、要密切注意冷冻机的工作是否正常。如遇短期故障，造成空气出口温度升高，应及时缩短吸附器的切换周期，并及时排除故障；ECT 5、空压机启动升压时应缓慢进行，止空气流速过大；. 6、空分设备停车时应立即关闭吸附器后空气总阀，以免再启动时气流速度过快而冲击分子筛床层。

13、分子筛净化流程的空分设备在突然断电时应如何操作？

答：1、首先打开空压机的放空阀（防喘振阀），防止空压机发生喘振，空气倒流造成空压机反转； 2、分子筛吸附器的切换应联锁关闭、如果没有关闭，应手动关闭。并记录断电前分子筛吸附器运行的程序状态。膨胀机、冷冻机、空气预冷系统、氩净化系统应联锁停机，否则手动停机； 3、停止氧、氮产品的送出，停止液氧、液氮液氩的输出； 4、关闭空气预冷系统与外部连接的水阀。

14、分子筛纯化系统为什么有时生进水事故？其现象是什么？

答：在分子筛纯化器前，为了降低加工空气的温度，首先要进入空冷塔冷却。在空冷塔中空气自下而入，从塔顶引出，进入分子筛纯化器，水从塔顶喷淋与空气接触、混合而使空气冷却，空冷塔内设有多块穿流塔板或填料，以增加接触面积。为了水分离在塔顶设有水捕集器，当空冷塔中空气流速过快，挟带水分过多或喷淋水量过大，水位自动调节失灵时，就会造成分子筛纯化器进水事故。 现象：分子筛压力忽高忽低地波动，吸附器的阻力升高，加热和冷吹后的温度曲线发生变化。最明显的是冷吹后的温度下降，并且出现平头峰。平头风的曲线距离越长，表示分子筛进水越多。

15、如何防止分子筛纯化器发生进水事故？

答：1、空冷塔应按规程操作，先通入气，待压力升高稳定后再通入； 2、不能突然增大或减少空气量； 3、保持空冷塔水位； 4、水喷淋量不能过大 5、水质应达到要求，降低进水温度，并减少水垢。

16、分子筛纯化器发生进水事故后应如何处理？

答：发生进水后，应先处理空冷塔工况，停止水泵供水，把空冷塔液位降下来，并使之恢复正常工况。同时对空分设备进行减量生产，以减少分子筛的负荷量，并通过纯化器的压力、阻力、再生温度曲线和纯化器后二氧化碳含量判断进水情况，如进水量不大因立即采取补救调整工况（如：提高加热温度、加大加热和冷吹流量、延长加热时间及切换程序提前切换等）。如今水量过大就需要对分子筛纯化器进行活化操作，活化时注意先用大气流冷吹，在游离水吹净时再加热。如活化操作不成功，则只能更换分子筛。

17、分子筛净化流程的空分设备在短期停车后重新回复启动时应注意什么问题？

答：1、空压机应缓慢升压，防止因压力突然升高对空冷塔的冲击。应先升压后开水泵； 2、注意空冷塔的水位，防止因水位过高而造成分子筛吸附器进水； 3、短期停车时如再生的分子筛吸附器已经即将结束，可以手动切换使用经再生的分子筛吸附器； 4、在分子筛吸附器再生系统调整到正常工艺条件，且分子筛后分析点的二氧化碳含量小于1×10-6时将空气缓慢导入空冷塔； 5、在调整空分工况的同时缓慢切换分子筛再生气，并改用污氮，保证再生气流量。

18、为什么空冷塔启动时要求先通气后开水泵？

答：这是防止空气带水的一种措施。充气前塔内空气的压力为大气压，当把压力为0.5MPa的空气导入塔内时，由于容积扩大，压力会突然降低，气流速度急剧增加，它的冲击挟带作用很强。这时如果冷却水已经喷淋，则空气出空冷塔时极易带水，所以要求塔内先充气，待压力升高气流稳定后在启动水泵供水喷淋。 其次，如果先开水泵容易使空冷塔内水位过高，甚至超过空气入口管的标高，使空压机出口管路阻力增大，引起透平空压机喘振。我厂规定空冷塔内压力高于0.4MPa后才能启动循环水泵。运行中当压力低于此数值时水泵要自动停车。

19、膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关？

答：膨胀机的总制冷量与膨胀量、单位制冷量有关，而单位理论制冷量取决于膨胀前的压力、温度和膨胀后的压力。因此，膨胀机的制冷量与各异素的关系为： 1、膨胀量越大总制冷量也越大； 2、进、出口压力一定时，机前温度越高单位制冷量越大; 3、机前温度和机后压力一定时，机前压力越高，单位制冷量越大； 4、膨胀机后压力越低，膨胀机内压降越大单位制冷量越大； 5、膨胀机绝热效率越高制冷量越大。

20、什么叫冷量冷损失？它分为哪几种？

答：通过花费一定的代价，将气体压缩后再进行膨胀获得的冷量未能加以回收利用称为冷量损失。包括以下几个方面： 1、热交换不完全损失； 2、跑冷损失; 3、其它冷损失。

21、清除空气中的水份、二氧化碳和乙炔常用哪几种方法？怎样清除？

答：清除空气中的水份、二氧化碳和乙炔常用吸附法和冻结法。 吸附法就是用硅胶或分子筛做吸附剂，把空气中所含的水份、二氧化碳和乙炔，以及夜空、液氧中的乙炔等杂质分离出来，浓聚在吸附剂的表面上，加热再生时再把它们赶掉。 冻结法就是空气经蓄冷器或切换式换热器时把其中所含的水份和二氧化碳冻结下来（乙炔不能冻结），然后被干燥气体带出装置。

22、为什么有的分子筛采用双层床？

答：因为活性氧化铝对于含水量较高的空气吸附容量比较大，但是随着空气含水量的减少，吸附容量下降很快。而分子筛即使在含水量很低的情况下，同样具有较强的吸水性。并且铝胶解吸水分容易，可降低再生温度；它对水分的吸附热也比分子筛小，使空气温升小，有利于后部分子筛对二氧化碳的吸附；驴叫还具有抗酸性，对分子筛起到保护作用。基于上述特点，有的分子筛采用双层床，即在空气入纯化器进口侧，装一些活性氧化铝。它先将空气所含的大部分水分清楚掉，而分子筛则主要用于清除二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。采用双层吸附床，可以延长纯化器的使用寿命。

23、什么叫自清除？

答：空气经过蓄冷器或切换式换热器，随着温度的不断降低，水份及二氧化碳不断析出，冻结在蓄冷器的填料上或切换式换热器的翅片上，返流污氮通过时把沉积的水分和二氧化碳带走。

24、为什么返流污氮能把冻结的水分和二氧化碳带走？

答：因为从精馏塔上塔来的污氮基本上是水和二氧化碳的不饱和气体。所以水分和二氧化碳能够进行蒸发和升华的过程，进入到污氮气中。虽然污氮温度比正流空气低，1m2的污氮中所能容纳的水分和二氧化碳的饱和含量也比正流空气带入的量少些，但是由于污氮的压力比正流的空气低得多，实际体积比正流空气大3 —4倍，所以实际能容纳的水分和二氧化碳容量比正流时要大，能将沉寂的水分和二氧化碳全部清除干净，达到自清除的目的。

25、影响氧气纯度的因素有哪些？

答：氧气取出量过大；液空中氧纯度过低；进上塔膨胀量过大；冷凝蒸发器液面过高；塔板效率低；精馏工况异常；主冷泄漏。7f/9~

26、为什么一般对于切换式换热器流程的制氧机的精馏塔下塔要抽污液氮？

答：对于切换式换热器流程的制氧机，为了达到水分和二氧化碳的自清除，污气氮量比较大才能保证不冻结条件，因此，纯气氮产品量较少，最多为氧产量的1.3倍，因而下塔供给上塔的纯液氮量较少，这样可以抽取一股污液氮到上塔，使上塔精馏段的回流比加大，具有更大的精馏能力，从而允许更多的膨胀空气进入上塔，减少膨胀空气旁通，影响氧提取率。

27为什么一般对于分子筛增压膨胀流程制氧机的精馏塔下塔可以不抽污液氮？

答：对于增压膨胀流程的制氧机，因无自清除的限制，纯气氮产品量有较大幅度提高，除保证分子筛纯化器再生用的污气氮外，都可以作为纯气氮产品送出，纯氮产量与氧产量之比为3 —3.5倍。这样，下塔需要较大的回流比，才能保证纯氮的量和纯度，而后送入上塔作为回流液。 此外，由于采用增压膨胀，膨胀工质的单位制冷量较高，在补充同样冷损失的前提下，所需的膨胀量较小，一般不会超过上塔允许进入的空气量，因此，也不需要抽污液氮来直接增大精馏段的回流比。

28、塔板阻力是如何形成的？包括哪些部分？

答：塔板阻力指上升蒸气穿过塔板筛孔和塔板上液层时产生的压力降。 塔板阻力包括：干塔板阻力；表面张力和液柱静压力。

29、那些因素会造成透平膨胀机内出现液体？

答：1、旁通量过大； 2、环流或中抽温度过低； 3、膨胀机前带液空。

30、什么叫精馏?

答：是利用两种物质沸点不同，多次进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程，以达到分离的目的。

31、什么叫节流？

答：是流体流动时遇到局部的阻力，造成压力有较大降落的过程。

32、空气分离有哪几种方法？

答：1、低温法； 2、吸附法； 3、膜分离法。

33、低温法分离空气设备由哪几部分组成？

答：由四大部分组成：空气压缩、膨胀制冷；空气中水分、杂质等净除；空气通过换热冷却、液化、精馏、分离；低温产品的冷量回收及压缩。

34、什么是电磁阀？

答：通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，以达到改变流体流动方向的目的，或者切断和接通气源。

35、什么是气开式薄膜调节阀？

答：当没有压力信号输入时，阀门关闭，有压力信号输入时，阀门开始打开，压力信号越大，阀门开度越大的薄膜调节阀。

36、什么叫裸冷？

答：空分装置安装完毕或大修完毕，在进行全面加温吹除后，在保冷箱内尚未填充保冷材料的情况下进行的开车。

37、分子筛纯化器的切换时间是怎样选取的？

答：从理论上讲，切换时间最大只能等于分子筛吸附过程的转效时间，转效时间的长短是由分子筛对水分和二氧化碳的动吸附容量确定的。

38、空分设备中有哪些换热器？

答：使热量由热流体传给冷流体的设备叫换热设备或换热器。 空分中的主要换热器有：氮水预冷器、切换式换热器、主换热器、冷凝蒸发器、过冷器、液化器、气化器、加热器及空压机冷却器。

39、空分设备中的换热器按传热原理可分为哪三类？各有什么特点？

答：1、间壁式：特点是冷热流体被传热壁面（管壁或板壁）隔开，在传热过程中互不接触，热量由热流体通过壁面传给冷流体； 2、蓄热式：特点是冷热流体交替通过具有足够热容量的固体蓄热体，热流体流过时蓄热体吸收热量，冷流体流过时蓄热体放出热量，从而实现冷热流体的换热； 3、混合式：特点是冷热两种流体的换热是在直接混合的过程中实现的，在换热过程中伴随有物质的交换。

40、什么叫气动薄膜调节阀？

答：气动单元仪表的执行部分，用来改变输送管道上流体的流量，以达到调节液面、流量、压力或温度的目的。

41什么叫冷凝潜热和蒸发潜热?

答：饱和蒸汽放出热量可冷凝成饱和液体，温度保持不变，这部分热量称为冷凝潜热。 饱和液体吸收热量可蒸发为饱和蒸汽，温度保持不变，这部分热量称为蒸发潜热。

42、空分塔顶部为什么既有液氮又有气氮？

答：由于气氮与液氮是处于共存的饱和状态，具有相同的饱和温度。但是，相同温度下的饱和液体和饱和蒸汽属于不同的状态。饱和蒸汽放出热量可冷凝成饱和液体，温度保持不变，饱和液体吸收热量可蒸发为饱和蒸汽，温度保持不变。对于同种物质，在相同压力下，冷凝潜热和蒸发潜热在数值上相等。

43、为什么液氮过冷器中能用气氮来冷却液氮？

答：液氮过冷器是利用上塔引出的低温气氮来冷却下塔引出的液氮，以减少液氮节流汽化率。 气氮比液氮的温度低是由于对于同种物质来说，相变温度（饱和温度）与压力有关。压力越低对应的饱和温度也越低。所以从下塔引出的液氮要比上塔气氮的温度高16℃左右，因此，两股流体在流经液氮过冷器时，经过热交换，液氮放出热量而被冷却成过冷液体，气氮因吸热而成为过热蒸汽。

44、根据制冷方式不同，制冷量分为哪几种？

答：1、节流效应制冷量； 2、膨胀机制冷量； 3、冷冻机制冷量。

45、什么叫气闭式薄膜调节阀？

答：当没有压力信号输入时，阀门全开，有压力信号输入时阀门开始关闭，输入信号最大时阀门关死的薄膜调节阀。

46、什么叫膨胀机制冷量？

答：指工质在膨胀过程中对外做功的大小，等于工质在膨胀过程中减小的焓值。

47、什么叫切换损失？

答：蓄冷器（切换式换热器）由于均压时，造成一部分空气未能进入塔内参与精馏。 48、切换损失与那些因素有关？

答：污氮载进入原先的空气通道之前，必须把均压以后残留的空气先放空。所以切换损失的大小与换热器的容量大小、切换周期长短、切换前后的压差等因素有关。

49、蓄冷器、切换式换热器及分子筛纯化器的切换损失各是多少？

答：蓄冷器可达7—8%；切换式换热器在4%左右；分子筛的切换损失发生在切换纯化器时，由于它的切换周期长，所以切换损失要小得多，约0.4%。工艺流程的概述： 原料空气自吸入塔吸入，经空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。空气经过滤后在离心式空压机中经压缩至0.52Mpa左右，经空气冷却塔，冷却水 分段进入冷却塔内，下段为循环冷却水，上段为低温冷冻水，空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。空气经空气冷却塔冷却后，温度降至~10℃ ,然后进入切换使用的分子筛吸附器,空气中的二氧化碳,碳氢化合物及残留的水蒸气被吸附.分子筛吸附器为两只使用,其中一只工作时,另一只再生.纯化器的切换周期为240分钟,定时自动切换. 空气经净化后，分为两路：大部分空气直接进入分馏塔，另一路去增压膨胀机增压后进入分馏塔。大部分空气在主换热器中与返流气体（纯氧、纯氮、污氮等）换热达到接近空气液化温度约-173℃进入下塔。增压空气在主换热内被返流冷气体冷却至-105℃时抽出进入膨胀机膨胀制冷，膨胀空气经热虹吸蒸发器后进入上塔参加精馏。 在下塔中，空气被初不分离成氮和富氧液空，顶部氮气在冷凝蒸发器中被冷凝为液体，同时主冷的低压侧液氧被汽化。部分液氮作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器被氮气和污氮气过冷并节流后送入上塔顶部和精氩塔冷凝器冷凝侧。液空在过冷器中过冷后经节流送入上塔中部作回流液和粗氩塔I冷凝器侧的冷源。 氧气从上塔底部引出，并在主换热器中复热后出冷箱进入氧气压缩机加压至3.0Mpa（G）送往用户。 污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，部分作为分子筛吸附器的再生气体。氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，一部分作为产品氮气送出，去氮气压缩机加压后送往用户，其余氮气进入水冷塔中作为冷源冷却外界水。产品液氧从主冷中排出送往液氧储槽保存。从液氧储槽排出液氧，利用液氧泵加压到15Mpa，加压后的液氧进入汽化器，蒸发成氧气，然后送入充瓶间充瓶，同时该设备预留有液氧产品出口。

2.空分设备的启动 2.1启动应具备的条件： 2.1.1空分设备的所属管道、机械、电器等安装完毕，效验合格。 2.1.2所有运转机械设备，如空压机、氧压机、膨胀机、水泵、液氩泵等均具备启动的条件，有的应先进行单车试车。 2.1.3所有安全阀调试完毕，并投入使用。 2.1.4所有手动，气动阀门开关灵活，各调节阀需经调试效验。 2.1.5所有机械、仪表性能良好、并具备使用条件。 2.1.6分子筛吸附器程序控制调试完毕，运转正常，具备使用条件。 2.1.7冷箱内低温设备的管道加热，吹刷完毕，并检验合格。 2.1.8出v457、v458阀门打开外，空分设备所有阀门应处于关闭状态，特别要检查膨胀机喷嘴调节阀门必须处于关闭状态。 2.1.9供电系统正常工作。 2.1.10供水系统正常工作。 2.2起动准备启动前应对保冷箱内的管道和容器进行彻底加温和吹刷（具体步骤参阅6.停车和加温）。对于低温下的各个部分都不能有液态水分和机械杂质存在。除分析仪表和计量仪表外，所有通向指示仪表的阀必须开启，接通温度测量仪表，并进行一下各操作步骤： （1）起动冷却水系统 （2）起动用户仪表空气系统及分子筛纯化器系统的切换系统 （3）起动空气压缩机 （4）起动空气预冷系统 （5）吹扫空气管路 下面将以上各步骤加以叙述， 2.2.1启动冷却水系统 （1通知作好供冷却水的准备工作 （2）打开冷却水的进、出口阀 2.2.2启动仪表空气系统和纯化系统切换程序 （1）开启各空气切换管路 （2）将备用仪表空气（由用户提供）接通 （3）接通程序控制器 （4）接通切换阀，并检查切换程序 （5）按仪控说明书和仪表制造厂的说明，将除分析和计量仪表以外的全部仪表投入 2.2.3启动空气透平压缩机 详细参阅“空气透平压缩机使用维护说明书” 启动空气过滤器（按过滤器使用说明书操作） 接通冷却水系统 作好电机的启动准备 按说明启动空气压缩机 逐步增加压缩机的压力 2.2.4启动空气预冷系统 （1）检查全部指示仪表 （2）检查空气预冷系统的仪电系统 （3）检查冷水机组的冷凝器 （4）打开冷却水进、出口阀，通过常温水泵流路向空冷塔注水。 （5）慢慢增加空压机出口空气压力。并导入空气冷却塔中，待压力稳定并大于0.4Mpa时，启动水泵和冷水机组，WP1（或WP2）、水泵WP3（或WP4）。 （6）调节冷却水泵的压力和流量 （7）接通液面控制器 （8）慢慢增加空气压缩机排出压力 2.2.5启动分子筛纯化系统 （1）切换程序的运行（手动） （2）检查、调节、确定各控制阀门阀位正常 （3）打开V1253，让空气中游离水通过V1257疏水阀排掉。 （4）手动打开V1203（V1204），并V1254（V1255），缓慢打开V1251（V1252）后，缓慢关闭V1254（1255）向分子筛吸附器充气至压力与空冷塔平衡后，保持压力稳定。手动打开V1201（V1202），关V1251（V1252）。 （5）手动打开未工作的分子筛吸附器再生流路阀门V1208（V1207）、V1206（V1205）和V1212。 （6）微开V1239，严格控制PI-1205压力小于0.04Mpa,FIS-123 1流量指示大于20%加工空气量。 注意导入再生气后才能通电加热器 接通切换程序，调整均压时间、泄压时间。 分子筛吸附器的起动（包括吸附和再生），至少正常运行一 周期后，才能向分馏塔送气。 注意：电加热器开启时必须先送气后通电，关闭时，必须先断电后停止送气。 2.2.6吹刷空气管路 吹刷的目的是除去杂志和灰尘等，并检查有没有水滴存在。吹刷用的气体是出分子筛吸附器的常温干燥空气。每一只吹除阀均打开进行吹除，一直到没有灰尘和水汽为止。 空气导入空气管线操作 全开吹除阀V301，缓慢打开V1220、V1221时，注意分子筛吸附器前后压差不超过8Kpa,阀门操作应缓慢，避免分子筛床层激烈波动。 接通各空气流路 A 第一流路：吹刷主换热器、下塔V1221→ V101（V102、V103）→ V302→大气 B 第二回路：吹刷上塔C2及相应的管路吹除阀 下塔C1 (3)注意事项: A.用露点仪检查各吹除阀出口气体的含水量,当各吹除阀出口气体的露点≤-60℃时,才能关闭吹除阀,转而吹扫别的管道. B.在吹除各流程中,要逐渐开大v101,V102,V103,既要避免压力下降又要保证足够的量的吹刷用气. C.严格控制上塔压力PI-2<0.05MPa,避免上塔超压. D.在接通各系统时,必须先开吹除阀,再开入口阀,停止吹刷时应先关入口阀,再关入口阀. E.在吹口过程中,空压机应在主厂房保压操作,不能用主控室自动操作。

⑵ 工业压缩空气管道设计规范

我想，你可以参阅GB 50029-2014 压缩空气站设计规范、GB 50316-2000（2008年版）工业金属管道设计规范、GB/T 20801.3-2006 压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算。

⑶ 空分的设计方面的论文国内有哪些期刊可以发空分

空分，简单地说，就是用来把空气中的各组份气体分离，生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等。
空分有好几种流程，大方向上分为外压缩和内压缩流程。
一般空分装置采用分子筛净化空气，带增压膨胀机，上塔采用规整填料塔，全精馏无氢制氩，氧气外压缩流程。
原料空气在过滤器AF中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔AC进行清洗和预冷。空气从空气冷却塔的下部进入，从顶部出来。空气冷却塔的给水分为两段，冷却塔的下段使用经用户水处理系统冷却过的循环水，而冷却塔的上段经水冷却塔WC冷却后的低温水，使空气冷却塔出口空气温度降低。空气冷却塔顶部设有丝网除雾器，以除去空气中的机械水滴。
出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器MS。在那里原料空气中的水分、CO2、C2H2等不纯物质被分子筛吸附。
净化后的加工空气分三股。一小部分被抽出作为仪表空气；一股相当于膨胀量的空气引入增压风机中增压，然后被冷却水冷却至常温后进入主换热器E1。再从主换热器中部抽出进入膨胀机ET，膨胀后经膨胀空气换热器送入上塔C2参与精馏。另一大股空气直接进入主换热器E1后，被返流气体冷却至饱和温度进入下塔C1。空气经下塔初步精馏后，在下塔底部获得液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的液空、纯液氮，进入过冷器E2过冷后送入上塔相应部位。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得氧气，经膨胀空气换热器进入主换热器复热后出冷箱，经氧气透平压缩机加压至3.0MPa(G)后进入氧气管网。另抽取一部分液氧直接进入液氧贮槽或经喷射蒸发器汽化后送入氧气管网。
从下塔顶部抽取900Nm3/h的压力氮气经主换热器复热后作为氧透的密封气及其它用途。
从上塔中部抽取一定量的氩馏分送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部抽取的液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到98.5%Ar，2ppm O2的粗氩气，送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏在纯氩塔底部得到 (99.999%Ar)的纯液氩，通过阀门送出冷箱，也可以经液氩泵压缩至3.0MPa(G)后，进冷箱经中压氩换热器换热后送出冷箱。
从辅塔顶部得到氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱作为产品输出。从上塔顶部引出污氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入分子筛电加热器作为分子筛再生气体，其余气体送水冷塔。
空分装置在变工况情况下可以提取一部分的液氧及液氮，以液体贮存系统作备用供气。液氧、液氮后备系统可以根据用户实际使用情况，配置大型贮槽，紧急情况下可以启动该后备系统维持一定的供气时间。供气采用液体泵增压，水浴式气化器气化的方式。气化后带压氧气或氮气直接供用户管网。

⑷ 空分装置工艺流程

空分设备是一个大型的复杂系统，主要由以下子系统组成：动力系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统等。
动力系统
主要是指原料空气压缩机。空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品，从本质上说是通过能量转换来完成。而装置的能量主要是由原料空气压缩机输入的。相应地，空气分离所需要的总能耗中绝大部分是原料空气压缩机的能耗。
净化系统
由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化系统（纯化系统）组成。经压缩后的原料空气温度较高，空气预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亚氮等对空分设备运行有害的物质。

⑸ 大家帮忙讲解一下空分工艺流程

工艺原理
利用深冷技术把空气进行深度冷冻液化，然后利用空气中氧气、氮气组分沸点的不同，通过精馏的办法在分馏塔内分离成纯氧气污氮气。
工艺流程简述
空分装置一般是采用常温分子筛净化、增压透平膨胀机提供装置所需冷量、双塔（下塔、上塔）精馏流程。整套设备包括空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、纯化系统、分馏塔系统、仪表系统、电气系统等，整套装置的控制由DCS系统控制完成（联锁、紧急停车）。
空气预冷：原料空气进入自洁式空气过滤器后，除去灰尘和其他颗粒杂质，然后进入离心压缩机加压，经过四级压缩三级间级冷却器冷却后的空气进入空冷塔被冷却水和冷冻水冷却，冷却水由循环水管网来，由冷却水泵打到空冷塔中部。冷冻水由凉水塔来的冷却水经水冷塔与由分馏塔来的多余的污氮气热质交换后由冷冻水泵加压送入空冷塔顶部。
空气经空冷塔和水直接接触，把出空压机的高温气体（＜100℃）冷却到～14.5℃，使部分游离水析出，以改善吸附工作状况，大气中的二氧化硫、氧化氮、氯化氮、氨等杂质被水洗涤，硫化氢、一氧化氮不能被水洗涤清除，但能被分子筛吸附。
空气纯化：分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只分子筛切换工作。空气在进入MS1201/MS1202分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低吸附器的工作负荷，空气中的大部分水份被活性氧化铝清除，二氧化碳和一些碳氢化物被分子筛吸附清除，甲烷、乙烷、乙烯不能被吸附，将会进入塔内。两台分子筛吸附器一台进行工作，另一台进行再生。由分馏塔来的污氮气经电加热器加热至180℃左右，入吸附器加热再生，脱附掉其中的水分、二氧化碳及其他的一些碳氢化合物，后经放空消音器排入大气。
空气精馏：净化后的空气分成三股进入分馏系统：一股加工空气引入循环增压机进行增压，通过冷却器冷却后进入主换热器与反流的气体和液体进行换热，经过换热在主换热器下部这股空气被冷却为液体后送入气、液分离灌进行分离，分离后的气、液送入下塔参与初步精馏。
一股加工空气引入增压透平膨胀机的增压端进行增压，并经水冷却器后进入主换热器，再从主换热器中部（或底部）抽出，经膨胀机膨胀后进入上塔参加精馏；
另一股加工空气进入主换热器，被反流气体和液体冷却后进入下塔参与精馏。（温度在﹣172℃左右）
下塔为筛孔式塔板，液体自上而下逐一流经每块筛板，由于溢流堰的作用，使筛板上造成一定的液层高度，当气体由下而上穿过筛板小孔时与液体接触，产生了鼓泡，这样就增加了气液接触面积使热质交换高效进行，低沸点组份逐渐蒸发，高沸点组份逐渐液化，这样在下塔顶获得低沸点的纯氮，在下塔中部获得液污氮，在下塔底获得高沸点的富氧液空，所需的回流液氮来自下塔顶部主冷。而主冷置于上、下塔之间，下塔上升的氮气在其间被冷凝，而上塔回流的液氧在其间被蒸发，这个过程得以进行，是因为氮气压力高，液氧压力低，例如：氮气压力在0.45MPa时液化温度为﹣177.5℃，而液氧压力在0.05MPa时蒸发温度为﹣180℃，由于两者间温差的存在，氮气的冷凝和液氧的蒸发就得以进行。在上塔，液氧蒸发是上塔所需的上升蒸气，气体穿过分布器沿填料盘上升，液氮、液污氮、液空由下塔引出经过过冷器过冷后经节流阀节流自上往下通过分布器均匀的分布在填料上，在填料表面上气、液充分接触进行充分的热质交换，上升气体低沸点组份（氮）含量不断提高，高沸点组份（氧）被大量的洗涤下来，形成回流液。根据在同等压力下氧、氮沸点不同，经多次蒸发和冷凝，最终在上塔顶部得到低沸点的污氮气，上塔底部获得高沸点的液氧。
下塔产品：纯氮气、纯液氮，液污氮、38%～42%的富氧液空。
富氧液空：经过冷器过冷，节流阀节流后进入上塔，作为上塔回流液。
液污氮：经过冷器过冷，节流阀节流后进入上塔，作为上塔回流液。
纯氮气：在下塔顶部获得纯度为99.99%的纯氮气，一少部分取出经过主换热器换热后送给用户。其余部分进入主冷凝蒸发器中被液氧冷凝成液氮，而液氧吸收热量蒸发成气氧。
纯液氮：一部分液氮回下塔作为下塔回流液体，；另一部分液氮经过冷器过冷后、经节流阀节流后进入上塔顶部参加精馏。
上塔产品：上塔底部产出液氧，顶部产出污氮气。
各种物流进入上塔，经过上塔的进一步分离，在上塔顶部获得纯度为～96%的污氮气，底部获得纯度为99.53%的液氧。污氮气经过冷器、主换热器复热后出冷箱，复热后的污氮气分成两部分，一部分做为分子筛吸附器的再生用气，另一部分也送入水冷塔给水冷却。液氧由上塔底部抽出经过液氧泵加压后进入主换热器与正流气体换热，经过换热液氧被气化后出主换热器复热至常温送给用户。

以上只是空分的一种形式..还有其它工艺....但都大同小异....

⑹ 啥叫空分空分装置和系统流程大揭秘

大家对各类压缩机、汽轮机并不陌生，但是他们在空分环节的作用，你是否真正了解？工厂里的空分车间，你知道是什么样的吗？空分，简单地说，就是用来把空气中的各组份气体分离，生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等。

空分设备

空分设备是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备，广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。

简单来说就是空分的系统流程包括：

压缩系统

预冷系统

纯化系统

换热系统

产品送出系统

膨胀制冷系统

精馏塔系统

液体泵系统

产品压缩系统

我们按照空分系统流程对设备进行一一介绍：

压缩系统

有 自洁式空气过滤器 、 汽轮机 、 空压机 、 增压机 ， 仪表压缩机 等。

（1）自洁式过滤器一般随着气量的增大，滤筒数增多，层数也越高，一般2.5万等级以上双层，6万等级以上三层布置；一般单台压缩机需要单独布置过滤器，同时布置在上风口。

（2）汽轮机是高压蒸汽进行膨胀做功，带动同轴叶轮转动，从而实现进行对工质做功的型式。汽轮机一般常用的有三种形式：全凝、全背压和抽凝，较为常用的是抽凝。

（4）空压机一般大型空分装置投资均为单轴等温型离心压缩机，进口较国产能耗低2%左右，投资高80%；空压机采用出口放空，不设置回流管路，一般有最小吸入流量防喘振要求，采用入口导叶进行流量调节，进口国产机组均是四级压缩三级冷却（末级不冷却）。主空压机配备一套水洗系统，用以冲洗各级叶轮和蜗壳表面沉积物。该系统随主机成套。

（5）增压机一般大型空分装置投资采用单轴等温型离心压缩机和齿轮式离心压缩机两种，其中齿轮式在能耗上占较大优势，尤其压比较大的工况。

（6）仪表气压缩机一般有三种形式：无油螺杆机，活塞式和离心式。由于活塞式和离心式天然无油，所以不需要除油装置，只需要配套干燥装置（除水）和精密过滤器（除固体颗粒）即可；而螺杆机一般有有油和无油然后除油两种，喷油螺杆机需要设置除油装置，同时需要设置精度非常高的除油过滤器，以满足工艺要求，这种机型的优势是价格较便宜；无油螺杆采用干转子或者水润滑，这种机型优点是绝对不含油，缺点是价格较贵。气量500Nm³/h以下适合选活塞式；气量在2000Nm³/h以下适合选螺杆机或活塞机；气量在2000Nm³/h以上即三种机型都可以选，气量大时离心式压缩机较有优势，其易损件较少，同时好维护，性价比较高。

仪表压缩机在开车时使用，正常运行后由分子筛纯化器后抽取。

预冷系统

预冷系统空冷塔有两种形式： 闭式循环 （空冷塔分为上下两段，冷冻水在空冷塔上段和水冷塔之间循环）和 开式循环 （进循环水系统），闭式循环主要应用于水质不好的化工厂，需要补充新鲜水及药剂；开式循环应用较广，但是循环水系统同样也需要定期补充新鲜水，预冷系统还需要考虑夏天工况。

空冷塔 一般设计为底部为1米φ76不锈钢鲍尔环（耐高温），3米φ76增强型聚丙烯鲍尔环（大通量），4米φ50增强型聚丙烯鲍尔环。

水冷塔 也有两种：两段式（无外加冷源时，干燥污氮气的冷量回收充分，使之预冷系统有保障，但是阻力大一倍，（7米+7米φ50聚丙烯鲍尔环）和一段式（有外加冷源时，8米φ50聚丙烯鲍尔环）。

此外，预冷系统一般所有进水均要设置过滤器（一般6台：4台水泵，水冷塔进水，冷水机组蒸发侧进水），防止杂质带入系统。预冷系统的效果检测为：下段4米填料段出口气比进水低1℃；上段8米填料段出口气比水高1℃，一般在空冷塔中部设置测温计（伸入内部）。

纯化系统

纯化系统采用的的 吸附器 有立式轴向流，卧式双层床和立式径向流三种。

立式轴向流 主要用于1万等级（直径已经到4.6m）以下空分设备的配套，床层厚度1550∽2300mm，双层单层均可布置，立式轴向流吸附器的气流分布最好。

卧式双层床 主要用于大中型空分设备的配套，床层厚度1150mm（分子筛）+350mm（铝胶）。

立式径向流 吸附器可以有效利用容器内部空间，使得同直径吸附层面积扩大1.5倍左右，这样可以有效降低塔器高度，同时立置方式占地面积较小。由于气流分布均匀，不像卧式吸附器气流不均，使得分子筛用量减少20%，再生能耗也节省20%。

但是立式径向流缺点是气流中心集中（扇形区），使得其比卧式穿透时间要快（要求CO2＜0.5ppm）。床层厚度1000mm+200mm，立式径向流可以满足2万等级以上的空分设备的配置。

再生加热 有电加热器和蒸汽加热器两种方式。

蒸汽加热器有卧式（4万等级以下），立式（4万等级以上），立式高效蒸汽加热器（蒸汽利用率高，节能20%）布置方式有：一台蒸汽加热器（有H2O泄漏测点）；电加热器（两用一备或者一用一备）并联（高温低流量联锁停设置，防止烧坏，加热管材质为1Cr18Ni9Ti）；电加热器（满足活化再生，250∽300℃）与蒸汽加热器并联；电加热器与蒸汽加热器串联（蒸汽温度低时，不过造成再生阻力较大）。

对纯化系统还需要设置节流再生管路以满足开车需要。另外再生气侧设置安全阀，蒸汽加热器侧设置安全阀，防止设备或者阀门压力高侧泄漏或者超压，以及节流超压。

再生流路配置手动蝶阀来调配阻力，以使得主塔运行稳定（或者不设置，采用总管设置调节阀时序调节）。

换热系统

换热系统严格来说多股流混合介质设计在同一换热器里，让各介质传热自动平衡，能耗最低，但是这样对于内压缩流程会造成全部换热器均为高压换热器，会造成投资的积聚增加，所以2万等级以上内压缩换热器组织还是采用高低压分开的办法，更为经济些，2万等级以下采用全部高压换热器配置。

产品送出

低压氧氮产品 ，设置产品调节阀与放空流路，放空进消音器（氮气内件为碳钢，氧气内件为不锈钢）。污氮气设置去水冷塔放空（起污氮气放空作用、调配再生气以及调整上塔压力的作用，要求水冷塔塔径能够满足泄放要求，尤其有氮气也通入的场合，不能使上塔压力憋高，水冷塔阻力6kPa(8米高填料)，管路及阀门4kPa，对大气放空压差2kPa，总共12kPa）。

高压氧气产品 ，放空采用两级节流，先是高压产品气节流至10barG，经过偏心异径管，中间设置蒙乃尔降噪板，再通过偏心异径管扩大管路直径，氧气介质流速控制在10m/s以下，再通入消声塔节流放空，消声元件不锈钢；高压氮产品，氮气产品先节流至10bar，通过不锈钢降噪板，再通入消声塔节流放空，消声元件碳钢；氧气阀门要求不得人去操作（调节阀禁带手轮，手动阀放置防爆墙内）。

消声塔还可以与压缩机系统放空合二为一，空压机增压机降噪（按照空压机量计算），通入消声塔，以及纯化系统泄压空气，增压机打回流，泄放部分。

膨胀制冷系统

膨胀机一般有三种，即 低压膨胀机 ， 中压膨胀机 和 液体膨胀机 。

对于一定类型的气体膨胀机来说，工质体积流量越大，效率越高。一般流量8000Nm³以上的低压膨胀机效率为85∽88%，流量小于3000∽8000Nm³效率会低至70∽80%。

中压膨胀机一般采用一台进口一台国产（备用）。气量8000Nm³/h以上进口膨胀机效率82∽91%（增压端少4个点）；国产膨胀机效率78∽87%（增压端少5个点）。

膨胀机启动前需要先吹扫（除去管系杂质，膨胀机蜗壳内杂质），再通密封气（正常时由增压端提供），然后进行油系统外循环，内循环，做完联锁测试然后方能启动，冷试合格后冷紧；冷启动需要启动油箱加热器，正常运行后不需要，此时轴承的冷热已经平衡。

液体膨胀机本质是利用高压液体的压力头来进行水力做功（同时液体焓值降低，但是与气体相比，相差甚远），一般4万等级以上内压缩空分设备均可用液体膨胀机代替高压液空节流阀。它的优势为利用液体膨胀机制冷和膨胀功发电达到节能目的，一般可实现节能2%左右，但是其投资达千万元。

精馏塔系统

下塔1.5∽5万等级采用筛板塔较多，环流塔板在1.5万等级以下直径塔较有优势（液体流程较对流长，但是制造复杂），对流3万等级以下应用较多，1.5万等级以上较占优势，四溢流在3万等级以上大塔较占优势，填料塔能耗较低，不过下塔高度要增加5米左右。5万等级以上空分较占优势，尤其上下塔平行布置的情况。

上塔、粗氩塔及精氩塔采用填料塔，厂家一般为苏尔寿或天大北洋，对粗氩塔冷源配置一般是富氧液空，同时可将废气放散入污氮气管路，氩系统停运时能耗低；精氩塔热源为富氧液空，或下塔氮气，冷源可以是贫液空或者液氮，进料有液相和气相两种。需要注意的是粗氩塔冷凝器板式的密封性要求较高，否则会导致氩产品不合格。

主冷有单层，立式双层、卧式横列双层，立式三层和降膜主冷（液氧与气氧向下，与氮气同流向）。

精馏塔系统的布置有6种方式：

（1）上下塔垂直布置，为常规布置方式，高度较低，无下塔液体难以进入上塔或者粗氩塔冷凝器的状况（管路全液相上行背压能够满足，此时管径不能小）；

（2）上下塔垂直布置，为常规布置方式，高度适中，下塔液体难以进入上塔或者粗氩塔冷凝器采用设置汽提管路带液体去上塔（要求管路出口满足ρυ²＞3000，ρ为密度，υ为流速，进气位置在管路汽化率为1%高度处，此时需要适当缩小管径，同时液体过冷度不能大）；

（3）上塔自氩馏分段落地布置，采用两台循环氧泵连接，降低上塔高度可以解决下塔液体无法进入上塔或者粗氩塔冷凝器的状况；

（4）上塔自氩馏分段落地布置，采用循环泵连接，粗氩塔最上段座在上塔上部，这样可以使冷箱空间缩小；

（5）上塔自主冷落地布置，采用循环泵连接，主冷在下塔顶部，优点是主冷可以做的很大；

（6）上塔自主冷落地布置，采用循环泵连接，粗氩塔最上段座在上塔上部，优点是主冷可以做的很大，同样可以使冷箱空间缩小。

液体泵系统

卧式泵 水平布置（进液管低于排液管），需要设置加温气（设置在泵后，或者泵前过滤器前，防止杂质进入），密封气，排液排气阀（低处排液，高处排气）和回流管路（回液进气相），卧式泵转速不能太高，一般排压30barG以下，卧式泵由于水平布置，冷态收缩轴承受力较好，但是转速高转子动平衡不好满足。

立式泵 采用轴承悬挂式布置（进液管高于排液管），承受向下拉力较大，转子重心与轴重合，转速可以很高；一般30bar以上，需要设置：泵前回气（注意卧式泵无），加温气（设置在泵过滤器前，高处进气）， 密封气，排液排气阀（低处排液，高处排气，预冷时看是否冷透）和回流管路（回液进气相）。立式泵一般均是多级，回气管路要求不得向下（平出，或者倾斜向上），否则会造成气体不能排出，易导致泵汽蚀。另外低温泵电机需要设置吹风管路，防止夏天过热，冬天结霜。

液氧泵液氮泵 在线冷态备用，其中液氮泵密封气密封气压力7barG以上；氧泵密封气压力4barG(下塔压力氮气即可满足)；循环液氩泵，一用一备，密封气一般采用液氩汽化密封，要求流量有20%的余量。一般液氩泵自身回流阀压力-旁通控制，出口阀流量-液位控制，采用双回路控制。

产品压缩系统

氮透一般压缩空气的均可满足， 氮气透平压缩机 压力较高采用齿轮式较为节能。

氧透根据排压有单缸（压力低）和双缸（高压缸和低压缸）（8级压缩至30bar），一般30barG以下，需要设置5barG的密封气（压力氮气可满足），同时由于氧气介质有高压高温火患原因，所有过流部分均采用铜合金，需要设置保安氮气，一般由工程设计院考虑；进口氧透价格较高，为国产2倍左右，一般不采用，目前一般均杭氧氧透，排压3∽30barG，流量8000Nm³/h以上均可满足。但是流量小，氧透效率较低，一般8000Nm³/h（55%）∽80000Nm³/h（68%）。

氧透一般应用于外压缩流程，从3∽30barG均有,不过一般要和带增压机的内压缩流程（效率一般70%以上，也有流量限制，效率要较氧透高10个点以上，这样甚至可以抵消外压缩较内压缩少复热附加能耗损失的优势，但是内压缩用于钢厂排压需要提高，以免换热系统波动）进行能耗比较，最后确定方案。