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1、氦氖氪氙N2O2ArCO2HeNeKrXe78.0920.950.9020.030.000460.00160.000110.00000875.523.11.290.050.000060.00110.000320.00004表2.2名称化学符号气化温度熔化温度比 重临 界 点Kg/m3Kg/L10-1MPa（G）-195.8-183-185.7-268.9-246.1-153.2-108.0-209.86-218.4-189.2-272.55-248.6-157.2-111.81.251.431.7820.180.7481.7351.6640.811.141.40.1251.2042.1553.

2、52-147-119-122-267.7-228.7-63.7+16.634.551.349.592.33528.135660.1 空气中99.04%是氧气和氮气，0.932%是氩气，它们基本不变。氢、二氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化，空气中的水蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响而变化较大。水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同的性质，在大气压力下，水蒸汽达到0和二氧化碳达到-79时，就分别变成冰和干冰，就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。因此这些组份必须在空气进冷箱前除去。空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙炔。在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸

3、的可能，因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1PPm，这必须予以充分的注意。稀有气体中的不凝性气体如氖氦气，由于其冷凝温度很低，总以气态集聚在冷凝蒸发器中，侵占了换热面积，而影响换热效果，因此也要经常排放。分离过程可获得相当产量的高纯度产品。空气的精馏是在氧氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的，气体自下而上流动，而液体自上而下流动，该过程由筛板（填料）来完成。由于氧、氮组份沸点的不同，氮比氧易蒸发，氧比氮易冷凝，气体逐板（段）通过时，氮浓度不断增加，只要有足够多的塔板（填料），在塔顶即可获得高纯度的氮气；反之液体逐板（段）通过时，氧浓度不断增加，在下塔底部可获得富氧液空，在上塔底

4、部可获得高纯度氧气。在下塔中空气被初次分离成富氧液空和氮气，液空由下塔底部抽出后经节流送入和液空组份相近的上塔某段上，一部分液氮由下塔顶部抽出后经节流送入上塔顶部，液空和液氮在节流前先在过冷器中过冷。空气的最终分离是在上塔进行。产品氧气是由上塔底部抽出，而氮气由上塔顶部抽出，并通过主换热器复热到常温后送出。1.7 危险杂质的排放在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能，因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1PPm，这必须引起充分的注意。在冷凝蒸发器中，由于液氧的不断蒸发，将会使碳氢化合物有浓缩的危险，但是只要从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧就可防止浓缩。而当在冷凝蒸发器中

5、提取液氧时，就可不用再另外排放液氧来防止碳氢化合物浓缩。2、主要技术参数和经济指标 产品产量和纯度氧气 6000 m3/h 99.6%O2氮气 10000 m3/h 10ppmO2液氮 50 m3/h 10ppmO2液氧 150 m3/h 99.6%O2加工空气量 33000m3/h空压机排压 0.55MPa（表压、下同） 产品送出压力氧 气 2.5Mpa氮 气 0.75 Mpa3、工艺流程说明 空分工艺流程简述原料空气由自洁式空气过滤器吸入并去除灰尘和机械杂质后，在离心式空压机中被压缩至0.55MPa、100，压缩空气经空气冷却塔洗涤并冷却至912，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除

6、H2O、CO2、C2H2和CnHm，出分子筛的空气为1520，经过滤器除去分子筛粉尘后，分成三路：一路进主分馏塔中，空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度（-173），并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入下塔。另一路空气（4800m3/h）作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热。这部分空气被冷却至-128左右，从主换热器中部抽出去膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内，被从主冷引出的液氧冷却至-176.6，进入上塔中部，部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环，进一步除去液氧中的碳氢化合物。第三路少量空气去仪表空气系统，作

7、为仪表气。在下塔，空气被初步分离成氮和富氧液空，在塔顶获得纯氮气，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷并节流后进入上塔顶部，作为上塔回流液，下塔釜液3640%O2的富氧液空，经过冷器过冷并节流后进入上塔中部参加精馏。以不同状态的三股流体进入上塔经再分离后，在上塔顶部得到产量约12500m3/h、纯氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔。上塔底部的液氧在主冷被下塔的氮气加热而蒸发，其中6000m3/h、纯度99.6%O2的氧气，经主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸气参加精馏；在上塔上部尚有约13400m3/h的污氮抽出，仍经主换热器复热

8、引出分馏塔。从主冷引出约60m3/h液氧到液氧喷射蒸发器排放，以稀释主冷碳氢化合物浓度，进一步保证主冷安全。另一路150m3/h液氧进入液体计量槽作为产品液氧送往用户，在生产液氧时，切断去液氧喷射蒸发器流路。从分馏塔出来的污氮，8000m3/h的污氮去纯化系统，再生分子筛，其余去水冷却塔升温、增湿后放空。合格的低压氮气经过冷器、主换热器复热后引出分馏塔，其中10000m3/h送往用户使用.其余部分去预冷系统的水冷却塔，升温、增湿后放空。合格的氧气出分馏塔后，由氧压机压缩到2.5Mpa送往用户使用送出。 空压机工艺流程简述 汽水系统：来自锅炉的中压蒸汽经过主蒸汽阀，自动主汽门后通过调节阀送入汽轮

9、机内膨胀作功，经末级排出的蒸汽由后汽缸排入凝汽器内，被凝结成水后由凝结水泵加压，经抽气冷凝器加热后送入热动分厂。 空气系统：空气经过自洁式过滤器，除去1m以上的杂质，被压缩机吸入，经过13段压缩，经第一段压缩至0.093Mpa，温度92进入一段冷却器冷却至40，再经过第二段压缩至0.31Mpa，温度为125.9，进入二段冷却器冷却至40，然后经过第三段压缩至0.5Mpa，温度为100左右，送往空分预冷系统。 油系统：汽轮机油经油泵（两台一主一备）加压后，由控制油压调节阀调整压力至0.85Mpa，经冷却器冷却至（382）左右，通过过滤器一部分送往汽轮机控制系统，另一部分经润滑油压调节阀调节压力至

10、0.25 Mpa，送往润滑油总管，经各调节阀调整油压，送入汽轮压缩机组各个轴承，经回油总管回入油箱，再由油泵加压循环使用。当油系统故障不能正常供油时,压缩机被迫停机,高位油箱充满的油可供机组使用一段时间。机组设有油压连锁，油泵互保连锁，出口压力连锁。当工艺条件超出连锁指标时，设备自动停机，以防恶性事故发生。 汽封系统：汽机前汽封高压段与抽汽口相连作平衡用，前汽封第二腔室漏汽与后汽封相连作后汽封封汽用。在开车时，由于前后汽封漏汽没有或很少，此时特设置供汽封用的新汽阀门，新汽经节流后供前后汽封封汽用。待机组运行正常后关闭或关小新汽阀，由机组前汽封漏汽供后汽封封汽用。 疏水系统：汽缸疏水、平衡管疏水

11、、汽封管路疏水引至疏水膨胀箱，最后进入凝汽器。速关阀阀杆疏水直接排入地沟。 真空抽气系统：系统设有两级射汽抽气器，以保证机组运行时的真空度。为了快速启动，另设置起动抽气器。 冷却循环水系统：循环水一部分进入凝汽器换热后进循环水回水管道，另一部分进入油站冷却器冷却油泵出口的汽轮机油，使油温保持在（382）左右。4、主要设备基本结构及工作原理 脉冲反吹自洁式空气过滤器符 号：AF作 用：清除空气中的机械杂质及灰尘结构型式：自洁式介 质：空气结构及工作原理：脉冲反吹自洁式空气过滤器的主要部件包括：空气滤筒、脉冲反吹系统、净气室、框架、榨制系统。反吹系统由气动隔膜阀、电磁阀、专用喷嘴及压缩空气管路组成

12、。控制系统主要由脉冲控制仪、差压变送器、控制电路等组成。其结构如图所示。自洁式空气过滤器的净气室出口与空压机入口连接，在负压的作用下，从大气中吸入加工空气。空气经过过滤筒，灰尘被滤料阻挡。无数小颗粒粉尘在滤料的娅风表面形成一层尘膜。尘膜可使过滤效果有所提高，同时也使气流阻力增大。当阻力增至高限600Pa时，由压差变送器将阻力信号传给脉冲控制仪中的电脑，电脑发出指令，自洁系统开始工作。电磁阀接到指令后，按程序控制、驱动隔膜阀，隔膜阀瞬间释放出压缩空气，其压力为600800kPa，经喷嘴整流后，自滤简内部反吹滤筒，将滤料外表面的粉尘吹落，阻力随之下降。当阻力达到滤料的初始阻力（约150Pa）时，自

13、洁系统停止工作。自洁式过滤器的滤筒分成多组，每组包括多个滤筒，每组都设置一个隔膜阀。某一个阀门动作，只反吹它所涉及到的那组滤筒，其余各组照常工作，因此自洁系统不影响过滤器的连续工作。滤筒的使用寿命为1824个月。滤料为优质防水型滤纸。当滤筒阻力经反吹，居高不下，并升至报警值（800Pa）时，表示滤筒需要更换。更换滤简的操作筒单易行，亦无须停机。 空气透平压缩机AC使流体获得能沿工艺线路流动的动力。排气压力：0.51MPa出口温度：100工作原理： 汽轮机汽轮机是将热能转变为动能的机械，具有一定压力（3.253.65）Mpa、温度（380420）的蒸汽进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的

14、速度。高速流动的蒸汽经汽轮机转子的动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。从而实现将蒸汽的热能转化为机械能的目的。 透平离心式压缩机离心式压缩机是依靠叶轮高速旋转使气体受到离心力的作用而提高压力的一种叶轮式旋转机械。气体从吸气室进入叶轮进行压缩使气体能量升高；离开叶轮的高速气流进入扩压室，动能降低，压力提高；离开扩压室的气体经弯道和回流器再引到下一级继续压缩。这样气体经分段多级压缩后，气体压力逐渐提高到实际需要值。 空气冷却塔AT1101把从空压机过来的高温（100）气体冷却至适合分子筛吸附温度（815）的气体，并除去空气中HCL、Cl2、NH3、SO2、SO3、NO2等气体及少

15、量细小灰尘。结 构：立式圆筒型塔，分为上、下两段，内装散装填料（圆柱形内多面结构，材质分为不锈钢和聚四氟己烯，一般不锈钢材质的装在空冷塔的下面，因为下面的空气温度较高），出口安装高效除雾器。使用方式：出空压机的空气从下部进入空冷塔，水通过布水器均匀地分布到填料上，水从上往下流，空气从下穿过填料层，在其间空气被水洗涤并冷却后，最终在塔顶被除雾器分离水分后出塔，升温后的冷却水从塔底排出。 水冷却塔WT1101为空分设备提供冷却水，利用从分馏塔里出来的低温干燥氮气和污氮气冷却外界供水，使之有较低的温度，经过冷冻机组进一步冷却后输送至空冷上段。立式圆筒体，内设支撑板，以支撑填料。外界供水自上而下流经填

16、料，与从分馏塔出来的干燥氮气和污氮气进行热交换，使外界供水冷却下来，水在塔底被水泵抽走，上升气体带走热量后从塔顶排往大气。 分子筛吸附器MS1201、MS1202吸附空气中的水份、二氧化碳及乙炔等碳氢化合物，使进入冷箱的空气纯净。立式圆筒体，内设支承棚架，以承托分子筛吸附剂。空气通过分子筛床层时，由于分子筛的吸附特性将空气中的水份、二氧化碳、乙炔等碳氢化合物吸附，净化后的空气二氧化碳含量1PPm，在再生周期中，先被高温干燥污氮反向再生后，再被常温干燥污氮冷却到常温，分子筛吸附器成对交替使用，一只工作时，另一只被再生。 主热交换器E2、E1、E3进行多股流之间的热交换为多层板翅式，各通道中的冷热

17、气流通过翅片和隔板进行良好的换热。对经分子筛吸附器除去水分和二氧化碳的压缩空气进行冷却，直至达到接近液化温度，各返流气在此被加热到常温。 过冷器E4对低温液体进行过冷为多层板翅式。相邻通道间物流通过翅片和隔板进行良好的换热。液空和液氮在流经过冷器时被氮气和污氮气进一步冷却，使之低于饱和温度，这样，液空和液氮在节流后可以减少气化，改善上塔的精馏工况。 冷凝蒸发器K供氮气冷凝和液氧蒸发用，以维持精馏塔精馏过程的进行。为多层板翅式，相邻通道的物流通过翅片和隔板进行良好的换热。冷凝蒸发器置于上、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

18、压力低。例如氮气压力为0.46MPa时，液化温度为95.5K，而液氧在压力为 0.039MPa时，蒸发温度93.6K，两者温差1.9K。这样，氮气的冷凝和液氧的蒸发就可进行。各类冷凝蒸发器都是按此原理进行的，只是冷凝和蒸发的介质不同而已。 下塔与上塔下塔C1、上塔C2利用混合气体中各组分的沸点不同，将其分离成所要求纯度的组分。塔筒为圆筒形，下塔内装多层环流筛板，筛板上设置两只溢流装置，上塔内装规整填料及液体分布器。下塔精馏过程中，液体自上往下逐一流过每块筛板，由于溢流堰的作用，使塔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，这样就增加了汽液接触面积，使热质交换过

19、程高效地进行。低沸点组份逐渐蒸发，高沸点的组份逐渐液化，至塔顶就获得低沸点的纯氮，在塔底获得高沸点的富氧液空组份。上塔在精馏过程中，气体穿过分布器沿填料盘上升，液体自上往下通过分布器均匀地分布在填料盘上，在填料表面上气、液充分接触进行高效的热质交换。上升气体中低沸点份（氮）含量不断提高，高沸点组份（氧）被大量的洗涤下来，形成回流液最终在塔顶得到低沸点纯氮气，塔底得到高沸点的纯液氧。 增压透平膨胀机ET1、ET2可调喷嘴、径轴流返动式、增压机制动流 量：5000 m3/h有一定压力的气体进入蜗壳，被均匀分配进入喷嘴，经喷嘴膨胀降低了压力和温度（气体在喷嘴中将内部能量转换为动能，压力、温度降低，流

20、速增高200m/s），高速气流冲到叶轮叶片上，推动叶轮旋转，将动能转换为机械能，通过转子带动增压机对气体做功。 氧气活塞压缩机型 号：ZW-56/25型立式、三级四列、双作用、无润滑活塞式。氧气进气温度：25进气压力：15KPa2.5MPa 轴 功 率：515 Kw电机功率：560Kw 电加热器EH1201 EH1202加热从分馏塔系统来的污氮气，作为分子筛吸附器的再生气。立式，U型电热管。采用上进下出结构延长电热管寿命。 冷水机组RU1101为空气冷却塔上部提供低温冷冻水。蒸发器出来的低温低压蒸汽，被压缩机吸入，经压缩机压缩成高温、高压气体，排入冷凝器，被流经冷凝器的冷却水带走热量，高温、高

21、压的气体被冷凝成过冷液体，经过滤器、球阀进入热力膨胀阀，被节流减压后变为低温低压液体（有少许制冷剂蒸汽）进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂不断蒸发，从而使流经蒸发器的冷冻水温度降低，蒸发器内的低温低压液体液体变为低温低压蒸汽。如此循环，冷冻水温度不断降低到所需温度供用户使用。二、空分基础知识1、拦液：塔内气体从下往上升，塔内气体从上往下降，因上升气量过大，下降液体量过大流通通道减小或堵塞使塔内上升气体不能顺利上升，下降液体不能顺利下降的现象。2、制冷:用人为的方法获得比环境更低的温度。3、节流：当气体或液体在管道内流过一个缩孔或阀门时，流动受到阻碍，流体在阀门处产生漩涡，碰撞、摩擦，流体要经过阀门必

22、须克服这些阻力，这种由于流动遇到局部阻力而造成压力有较大降落的过程叫做节流。4、精馏：利用两种物质的沸点不同，多次地进行混合蒸汽的部分冷凝和混合液体的部分蒸发过程。5、压力：单位面积上的作用力。6、温度：反映物体冷热的程度。7、回流比：塔内下流液体量与上升蒸汽量之比。8、吸附：一种把气态和液态物质固定在固体表面上的物理现象。9、液化温度：指在一定压力下，气体转变为液体的温度。10、气化温度：指在一定压力下，液体转变为气体的温度。11、液泛：当拦液达到一定温度，使塔内上升气体不能上升，下降气体不能下降，塔内压差增加到一定程度，上升气体将液体带出塔外的现象。12、空气出空冷塔带水的原因：a空冷塔液

23、面过高 b填料填塞 c空气流速太快 d水分离器不好 e杀菌药剂引起泡沫过多 f空分系统压力突然下降13、空冷塔液位过高过低有什么影响？过高：a空气带水，影响纯化系统、分子筛的吸附效果和寿命。b容易发生液冷，增加空压机出口压力。过低：a空气出空冷塔温度过高b气体窜入流水管道，造成循环水倒流。14、水冷塔液位过高过低有什么影响？出现冷塔现象，堵住污氮进口，使水温降不下来，污氮出分馏塔量少，影响氧气纯度。a泵不打压，抽空 b没有充分利用污氮的饱和性，使水温降低。15、为什么空冷塔启动时先通气后开水泵？a刚开车时空冷塔压力为大气压力，而空气压力为0.5Mpa，气体使空冷塔气体流速过快，不平稳，如先开水

24、泵气使气体大量带水，影响分子筛寿命。 b如先开泵，会使液位上涨，进入空冷塔空气进口，导致空压机压力升高。16、污氮气、氮气是怎样在水冷塔将水温降低？污氮气、氮气从水冷塔顶部进入的常温水充分接触，进行热质交换，一方面由于水温高于污氮、氮气温度，就有热量直接从水传给污氮气、氮气，使水得到冷却，另一方面，由于污氮、氮气比较干燥，在接触过程中，水分子不断蒸发扩散到污氮中，而睡的蒸发需要吸收大量的汽化潜热从而使水温降低，有时水冷塔会出现负温差现象（即冷却水出口温度低于污氮氮气进口温度）17、影响水冷塔温的因素？因素很多如，喷淋水量，喷淋设备的结构、以及填料的传质传热效率等，但其中关键因素是水气比（即喷淋

25、水量与气体流量的比值），因为氮气（污氮）中的饱和（或相对温度）是有一定限度的，所以水降低的程度取决于水气比。18、纯化系统易出现哪些问题？A时间程序控制停止（工作的一只分子筛如延时太长，先是CO2后是H2O逸出，导致冷箱内低温部分设备、阀堵，用手进行切换，联系仪表处理）B空气进入分子筛温度高（分子筛吸附值下降，吸附有效时间缩短，CO2、H2 O可能被带入冷箱装置内，CO2含量超指标，就需停车）C再生污氮气露点过高（分子筛不能完全再生，吸附值下降，如蒸汽加热器倒换电加热器）D出蒸汽加热器温度低（分子筛再生达不到要求，检查蒸汽压力，温度及疏水器工作情况）E切换系统阀门失控（紧急暂停分子筛切换程序，

26、联系仪表处理，同时先手动开或关，操作阀门）V1201V1208转手动开或关方法：旋出定位螺丝，手柄放到合适位置，有时会出现顶齿现象，需来回转动手柄，确保蜗轮、蜗杆啮合，再用手轮开或关。其余自动切换阀，拉出限位销、逆时针转动手柄至on，使蜗轮、蜗杆啮合，用手轮开关。分子筛在切换过程中，一定要严格监控各切换阀开关状态，才能及时发现问题，处理问题，避免工艺大幅波动或停车。19、膨胀机系统易出现的不正常现象？A轴承温度高（供油不足，油路不清洁，过滤器堵，旋转部件不平衡）B内轴承温度太低，严重时引起润滑油固化C固体颗粒进入膨胀机（有时会打坏喷嘴环、叶轮、检查机前过滤器是否完好）D振动大（转子动平衡于被破

27、坏，工作转速与转子本身固有频率相近或相等而产生共振轴承间隙变化后，使油膜厚度发生周期性变化引起油膜振荡，膨胀机内出现液体，增压机进入喘振引起振动，油系统故障，油温低，油不干净，混入水分，油压低造成润滑不足等造成振动）20、一般上塔是怎样分为提馏段、精馏段？在上塔液空进料口以下部分，是为了将液体中氮组分分离出来，提高液体中氧含量，称为提馏段。液空进料口以上部分是为了进一步精馏上升气体，回收其中氧组分，不断提高气体中氮组分，称为精馏段。21、分子筛纯化系统的作用？空气是多组分的混合气体，除氧、氮及稀有气体外，还有水蒸气，CO2，碳氢化合物，另外 还有少量灰尘等固体杂质及一些有害气体，在自洁式过滤器、空气预冷系统基本清除，水份、CO2会随空气温度下降从空气中析出，冻结，堵塞空气通道，乙烯和其他碳氢化合物在空分设备内积聚，在一定条件下会引起爆炸，为使空气长期安全，可靠运行，设置分子筛吸附器，当空气自下而上通过它时空气中CO2、H2O、C2H2等杂质被吸附清除，当吸附饱和后，倒换另一只吸附器，一只用加热的污氮气进行再生，两只交替使用。再生时，冷吹峰值温度达160左右，是吸附器最佳运转工况；冷吹峰值温度达13