深冷液化技術(shù)空氣分離

1、深冷液化技術(shù)的空氣分離一、空氣分離的方法和原理一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡(jiǎn)單說(shuō)就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物空分的含義：簡(jiǎn)單說(shuō)就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進(jìn)行分開(kāi)，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過(guò)各組進(jìn)行分開(kāi)，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過(guò)程。程?？辗址蛛x的方法和原理：空分分離的方法和原理：空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起，通常要將它們分離出來(lái)比較困難，目前工業(yè)上勻地混合在一起，通常要將它們分離出來(lái)比較困難，目前工業(yè)上主要有種實(shí)現(xiàn)空氣分離方法。主要有種實(shí)現(xiàn)

2、空氣分離方法。）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過(guò)壓縮、膨脹和降）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過(guò)壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為；氮的沸點(diǎn)為；氮的沸點(diǎn)為 ，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮氮較多的蒸發(fā)，高

3、沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到 以下的溫以下的溫度，度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而第一節(jié)概述空氣分離的方法和原理空氣分離的方法和原理利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過(guò)程稱之為精餾過(guò)程。利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過(guò)程稱之為精餾過(guò)程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；）吸附法：利用多

4、孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐）吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)章，操作方便運(yùn)行成本較低，但度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)章，操作方便運(yùn)行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。）膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過(guò)薄膜）膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過(guò)薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過(guò)膜的速度比氮快的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過(guò)膜的速度比氮快

5、的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。二、空氣的組成二、空氣的組成空氣的組成空氣的組成氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓下它們呈氣態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧被冷凝至下它們呈氣態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧被冷凝至1818，氮被冷，氮被冷凝至凝至1 1，氬被冷凝至，氬被冷凝至1818即會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的即會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的沸點(diǎn)相差沸點(diǎn)相差 ，氬和氮的沸點(diǎn)相差，氬和氮的沸點(diǎn)相差 ，空氣的分

6、離就是，空氣的分離就是充分利用其沸點(diǎn)的不同來(lái)將其進(jìn)行分離。充分利用其沸點(diǎn)的不同來(lái)將其進(jìn)行分離?？諝庵谐?、氮和氬外，還有氖、氦、氪、氙等稀有氣體，這些空氣中除氧、氮和氬外，還有氖、氦、氪、氙等稀有氣體，這些稀有氣體廣泛應(yīng)用在國(guó)防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取也直稀有氣體廣泛應(yīng)用在國(guó)防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取也直接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運(yùn)行能耗。目前大型的空接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運(yùn)行能耗。目前大型的空分裝置都普遍帶無(wú)氫制氬工藝。分裝置都普遍帶無(wú)氫制氬工藝。我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展空分設(shè)備是由諸多配套部機(jī)組成的成套設(shè)備，我國(guó)空分于空分設(shè)備是由諸多配套

7、部機(jī)組成的成套設(shè)備，我國(guó)空分于19531953年年起步，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前起步，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無(wú)氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的的第六代大型全精餾無(wú)氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進(jìn)，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨脹機(jī)的產(chǎn)生，變革和推進(jìn)，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨脹機(jī)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使實(shí)現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝置切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝

8、置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機(jī)的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機(jī)冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機(jī)的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機(jī)的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和低溫液體泵低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進(jìn)一步降低了空分設(shè)備的能耗，實(shí)現(xiàn)了全在空分裝置中的應(yīng)用，進(jìn)一步降低了空分設(shè)備的能耗，實(shí)現(xiàn)了全精餾無(wú)氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全

9、等精餾無(wú)氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全等我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展我國(guó)空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動(dòng)控制、方面取得了進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動(dòng)控制、變負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進(jìn)。變負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進(jìn)。第一代：高低壓循環(huán)，氮?dú)馔钙脚蛎?，吸收法除雜質(zhì)；第一代：高低壓循環(huán)，氮?dú)馔钙脚蛎?，吸收法除雜質(zhì)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(huán)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(huán)；第三代：可逆式換熱器；第三代：可逆式換熱器；第四代：分子篩純化；第四代：分子篩純化；第五代：規(guī)整填料，增壓透平膨脹機(jī)的低壓循環(huán)；第五代：規(guī)整填料，增壓透平

10、膨脹機(jī)的低壓循環(huán)；第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無(wú)氫制氬。第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無(wú)氫制氬。三、空氣分離的基本過(guò)程三、空氣分離的基本過(guò)程從原理上劃分空氣分離包括下列過(guò)程：從原理上劃分空氣分離包括下列過(guò)程：1 1空氣的過(guò)濾和壓縮空氣的過(guò)濾和壓縮2 2空氣中水分和二氧化碳等雜質(zhì)的去除空氣中水分和二氧化碳等雜質(zhì)的去除3 3空氣冷卻和液化空氣冷卻和液化4 4冷量的制取冷量的制取5 5精餾精餾6 6危險(xiǎn)雜質(zhì)的去除危險(xiǎn)雜質(zhì)的去除三、空分裝置類型n跟據(jù)冷凍循環(huán)壓力的大小,空分裝置分為高壓(7MPa)、中壓(52.5MPa)和低壓(小于1MPa)三種基本類型。四、氧、氮的應(yīng)用n1.氧的應(yīng)用n

11、A工業(yè)應(yīng)用，nB醫(yī)療保健n2.氮的應(yīng)用n氮?dú)庵饕糜谏a(chǎn)合成氨,另外還廣泛地用于化工、冶金、原子能、電子(石油、玻璃、食品等工業(yè)部門(mén)作保護(hù)氣。n液氮可用于國(guó)防工業(yè),作為火箭燃料的壓送劑和作宇宙航行導(dǎo)彈的冷卻裝置。此外,液氮還廣泛地用于科研部門(mén)作低溫冷源,以及用于金屬的低溫處理、生物保存、冷凍法醫(yī)療和食品冷藏等。第二節(jié) 空氣的凈化n空氣凈化的目的是脫除空氣中所含的機(jī)械雜質(zhì)、水分、二氧化碳、烴類化合物(主要為乙炔)等雜質(zhì),以保證空分裝置順利進(jìn)行和長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。這些雜質(zhì)在空氣中的一般含量見(jiàn)表3。一、機(jī)械雜質(zhì)的脫除n機(jī)械雜質(zhì)一般用設(shè)置在空氣壓縮機(jī)入口管道上的空氣過(guò)濾器脫除。n常用的空氣過(guò)濾器分濕式和干

12、式兩類。濕式包括拉西環(huán)式和油浸式;干式包括袋式、干帶式和自潔式n1.拉西環(huán)式過(guò)濾器n拉西環(huán)式過(guò)濾器由鋼制外殼和裝有拉西環(huán)的插人盒構(gòu)成見(jiàn)圖1,拉西環(huán)上涂有低凝固點(diǎn)的過(guò)濾油。空氣通過(guò)時(shí),灰塵等機(jī)械雜質(zhì)便附著在拉西環(huán)的過(guò)濾油上,拉西環(huán)式過(guò)濾器通常適用于小型空分裝置。n2.油浸式過(guò)濾器n油浸式過(guò)濾器由許多片狀鏈組成,鏈借鏈輪的作用以2mm/min的速度移動(dòng)或間歇移動(dòng)(見(jiàn)圖2)。片狀鏈上有鋼架,鋼架懸掛在鏈的活動(dòng)接頭上,架上鋪有孔為1mm2的細(xì)網(wǎng)。n空氣通過(guò)網(wǎng)架時(shí),將所含灰塵留在網(wǎng)上的油膜中。隨著鏈的回轉(zhuǎn),附著的灰塵通過(guò)油槽時(shí)被洗掉,并重被覆蓋一層新的油膜。油浸式過(guò)濾器的效率一般為93%99%n3.袋式

13、過(guò)濾器n袋式過(guò)濾器一般由濾袋、清灰裝置、清灰控制裝置等組成(見(jiàn)圖3)。濾袋是過(guò)濾除塵的主體,它由濾布和固定框架組成n4.干帶式過(guò)濾器n干帶式過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。n干帶式過(guò)濾器所用的干帶,是一種尼龍絲組成的長(zhǎng)毛絨狀制品或毛質(zhì)濾帶。n干帶上、下兩端裝有滾筒,滾筒由電動(dòng)機(jī)及變速器傳動(dòng)。當(dāng)通過(guò)干帶的空氣阻力超過(guò)規(guī)定值(200Pa)時(shí),滾筒電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),使干帶轉(zhuǎn)動(dòng),臟帶存人上滾筒。當(dāng)阻力恢復(fù)正常后,即自動(dòng)停n5.自潔式空氣過(guò)濾器n自潔式空氣過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)如圖5所示。主要由高效過(guò)濾桶、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室、出風(fēng)口和框架等組成。n(1)過(guò)濾過(guò)程n(2)自潔過(guò)程二、水分、二氧化碳和

14、乙炔的脫除n脫除水分、二氧化碳和乙炔的方法有吸附法和凍結(jié)法等。不同的裝置采用不同的方法。n現(xiàn)只介紹空氣預(yù)冷和分子篩吸附法。(一)空氣預(yù)冷系統(tǒng)n空氣預(yù)冷系統(tǒng)是空氣分離設(shè)各的一個(gè)重要組成部分,它位于空氣壓縮機(jī)和分子篩吸附系統(tǒng)之間,用來(lái)降低進(jìn)分子篩吸附系統(tǒng)空氣的溫度及H20(g)、CO2含量,合理利用空氣分離系統(tǒng)的冷量。n在填料式空氣冷卻塔(簡(jiǎn)稱空冷塔)的下段,出空壓機(jī)的熱空氣被常溫的水噴淋降溫,并洗滌空氣中的灰塵和能溶于水的N02、S02、C12、HF等對(duì)分子篩有毒害作用的物質(zhì);在空冷塔的上段,用經(jīng)污氮降溫過(guò)的冷水噴淋熱空氣,使空氣的溫度降至1020。(二)分子篩吸附法n自世紀(jì)70年代開(kāi)始,在全低

15、壓空分設(shè)備上,逐漸用常溫分子篩凈化空氣的技術(shù)來(lái)取代原先使用的堿洗及干燥法脫除水分和二氧化碳的方法。n此法讓空冷塔預(yù)冷后的空氣,自下而上流過(guò)分子篩吸附器(以下簡(jiǎn)稱吸附器),空氣中所含有的H2O、C02、H2等雜質(zhì)相繼被吸附劑吸附清除。n吸附器一般有兩臺(tái),一臺(tái)吸附時(shí),另一臺(tái)再生,兩臺(tái)交替使用。此種流程具有產(chǎn)品處理量大、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)和使用安全可靠等許多優(yōu)點(diǎn),成為現(xiàn)代空分工藝的主流技術(shù)。n1.吸附劑n空分系統(tǒng)中常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁和分子篩等。1 硅膠n 硅膠的化學(xué)式是SiO2nH20。 是一種堅(jiān)硬、無(wú)定形鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒。n 硅膠處于高親水和高疏水性質(zhì)的中間狀態(tài)，常用于

16、各種氣體的脫水可用于烴類的分離。 2活性氧化鋁n沽性氧化鋁的化學(xué)式是Al2O3nH20。用無(wú)機(jī)酸的鋁鹽與堿反應(yīng)生成氫氧化鋁的镕膠，然后轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，經(jīng)灼燒脫水即成活性氧化鋁。 n主要用于深度脫水，干燥深度可達(dá)-70度。 3分子篩 n沸石分子篩又稱合成沸石或分子篩，其化學(xué)組成通式為M(I)M()OAl2O3nSiO2mH20n式中，M(I)和M()分別為一價(jià)和二價(jià)金屬離子，多半是鈉和鈣，n稱為沸石的硅鋁比，硅主要來(lái)自于硅酸鈉和硅膠，鋁則來(lái)自鋁酸鈉和Al(OH)3等，它們與氫氧化鈉水溶液反應(yīng)制得的膠體物，經(jīng)干燥后便成沸石.n沸石的特點(diǎn)是具有分子篩的作用,它有均勻的孔徑,如0.3nm、0.4nm、0.

17、5nm、1nm細(xì)孔。有0.4nm孔徑的0。4nm沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三個(gè)碳原子以上的正烷烴。它已廣泛用于氣體吸附分離、氣體和液體干燥以及正異烷烴的分離。4.吸附原理n吸附是利用一種多孔性固體物質(zhì)去吸取氣體(或液體)混合物中的某種組分,使該組分從混合物中分離出來(lái)的操作。5.吸附劑的吸附容量n吸附劑的吸附容量指單位數(shù)量的吸附劑最多吸附的吸附質(zhì)的量。n吸附容量大,吸附時(shí)間長(zhǎng),吸附效果好。n吸附容量通常受吸附過(guò)程的溫度和被吸附組分的分壓力(或濃度)、氣體流速、氣體濕度和吸附劑再生完善程度的影響。n吸附容量隨吸附質(zhì)分壓的增加而增大,但增大到一定程度以后,吸附容量大體上與分壓力無(wú)關(guān)。n吸附容量隨

18、吸附溫度的降低而增大,所以應(yīng)盡量降低吸附溫度n流速越高,吸附劑的吸附容量越小吸附效果越差。流速不僅影咱吸附能力,而且影響氣體的干燥程度。6.大氣中有害雜質(zhì)的吸附及其影響n對(duì)分子篩有害的雜質(zhì)有:二氧化硫、氧化氮、氯化氫、氯、硫化氫和氨等n這些成分被分子篩吸附后又遇到水分的情況下,會(huì)與分子篩起反應(yīng)而使分子笫的晶格發(fā)生變化。它們與分子篩的反應(yīng)是不可逆的,因而降低了分子篩的吸附能力。其結(jié)果是:隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),吸附器的運(yùn)轉(zhuǎn)周期就會(huì)縮短。n一般情況下,在分子篩吸附器前面有空氣預(yù)冷系統(tǒng)時(shí),要求空氣中二氧化硫、氧化氮、氯化氫、氯、硫化氫和氨等有害物質(zhì)的總量小于1mg/m3;沒(méi)有呀中要求空氣中有害物質(zhì)的總量

19、小于0.1mg/m3。7.吸附劑的再生n吸附劑的再生是吸附的吸附質(zhì)脫附的過(guò)程。用干燥的熱氣流流過(guò)吸附劑床層,在高溫的作用下,被吸附的吸附質(zhì)脫附,并被熱氣流帶走。第三節(jié) 空氣的液化n空氣的液化指將空氣由氣相變?yōu)橐合嗟倪^(guò)程,目前采用的方法為給空氣降溫,讓其冷。n在空氣液化的過(guò)程中,為了補(bǔ)充冷損、維持工況以及彌補(bǔ)換熱器復(fù)熱的不足,需要用到制冷循環(huán),而制冷循環(huán)與空氣的許多熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。下面首先對(duì)制冷循環(huán)所用到的主要熱力學(xué)性質(zhì)和溫-熵(T-S)圖做一簡(jiǎn)單介紹。一、制冷的熱力學(xué)基礎(chǔ)n1.空氣的一些熱力學(xué)參數(shù)n(1)內(nèi)能 氣體是由分子組成的,其內(nèi)部分子不停的運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能。氣體分子之間存在著作用力,因而具

20、有位能。分子的動(dòng)能和位能之和稱為氣體的內(nèi)能,通常用U來(lái)表示,單位為J(焦)。n分子動(dòng)能和位能的變化都會(huì)引起內(nèi)能的變化。分子動(dòng)能的大小與氣體的溫度有關(guān),溫度越高分子的動(dòng)能越大。而分子位能的大小取決于分子之間的距離,即由氣體的體積來(lái)決定。n由于溫度與體積都是狀態(tài)函數(shù),所以內(nèi)能也是狀態(tài)參數(shù)。也就是內(nèi)能只與狀態(tài)n有關(guān),與變化過(guò)程無(wú)關(guān)。內(nèi)能的改變通常通過(guò)傳熱和做功兩種方式來(lái)完成。n(2)焓 用符號(hào)H表示,其單位也為J(焦)。n H=U+pVn(3)可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程 當(dāng)物系由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時(shí),若過(guò)程進(jìn)行得足夠緩慢,或內(nèi)部分子能量平衡的時(shí)間極短,則這個(gè)過(guò)程反過(guò)來(lái)進(jìn)行時(shí),能使物系和外界完全復(fù)原,稱

21、此過(guò)程為可逆過(guò)程。如不能完全復(fù)原,稱為不可逆過(guò)程。n(4)熵 自然界許多現(xiàn)象都有方向性,即向某一個(gè)方向可以自發(fā)地進(jìn)行。n熵可以用來(lái)度量不可逆過(guò)程前后兩個(gè)狀態(tài)的不等價(jià)性。自發(fā)過(guò)程總是朝著熵增大的方向進(jìn)行,或者說(shuō),熵增加的大小反映了過(guò)程不可逆的程度。n熵的定義為ndS=dQ/T或S=Q/Tn式中表明,熵的增量等于系統(tǒng)在不可逆過(guò)程中從外界傳入的熱量,除以傳熱當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度所得的商。2.空氣的溫-熵圖n以空氣的溫度T為縱坐標(biāo),以熵S為橫坐標(biāo),并將壓力夕、焓H及它們之間的關(guān)系,直觀地表示在一張圖上,這個(gè)圖就稱為空氣的溫-熵圖,簡(jiǎn)稱空氣的T-S圖。n在空氣的液化過(guò)程,用T-s圖可表示出物系的變化過(guò)程,并可

22、直接從圖上求出溫度、壓力、熵和焓的變化值.n在溫度、壓力、熵、焓四個(gè)狀態(tài)函數(shù)中已知任意兩個(gè),便可利用空氣的T-S圖確定空氣的狀態(tài)。二、空氣液化時(shí)的制冷原理n工業(yè)上空氣液化常用兩種方法獲得低溫,即空氣的節(jié)流膨脹和膨脹機(jī)的絕熱膨脹制冷。n1.節(jié)流膨脹 :n連續(xù)流動(dòng)的高壓氣體,在絕熱和不對(duì)外做功的情況下,經(jīng)過(guò)節(jié)流閥急劇膨脹到低壓的過(guò)程,稱為節(jié)流膨脹。n由于節(jié)流前后氣體壓力差較大,因此節(jié)流過(guò)程是不可逆過(guò)程。氣體在節(jié)流過(guò)程既無(wú)能量收人,又無(wú)能量支出,節(jié)流前后能量不變,故節(jié)流膨脹為等焓過(guò)程。n氣體經(jīng)過(guò)節(jié)流膨脹后,一般溫度要降低。溫度降低的原因是因?yàn)闅怏w分子間具有吸引力,氣體膨脹后壓力降低,體積膨脹,分子間

23、距離增大,分子位能增加,必須消耗分子的動(dòng)能。n2.膨脹機(jī)的絕熱膨脹n壓縮氣體經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)在絕熱下膨脹到低壓,同時(shí)輸出外功的過(guò)程,稱為膨脹機(jī)的絕熱膨脹。由于氣體在膨脹機(jī)內(nèi)以微小的推動(dòng)力逐漸膨脹,因此過(guò)程是可逆的?？赡娼^熱過(guò)程的熵不變,故膨脹機(jī)的絕熱膨脹為等熵過(guò)程。n氣體經(jīng)過(guò)等熵膨脹后溫度總是降低的,主要原因是氣體通過(guò)膨脹機(jī)對(duì)外做了功,消耗了氣體的內(nèi)能,另一個(gè)原因是膨脹時(shí)為了克服氣體分子間的吸引力,消耗了分子的動(dòng)能。n線段21表示節(jié)流膨脹過(guò)程,1點(diǎn)的溫度Tl即為節(jié)流膨脹后的溫度,T2Tl為節(jié)流膨脹前后的溫度差。n線段2-3表示氣體由壓力為p2、溫度T2的2點(diǎn),等熵膨脹到p1時(shí)的過(guò)程,T2T3為膨脹前

24、后氣體的溫度差。三、空氣的液化循環(huán)n目前空氣液化循環(huán)主要有兩種類型:以節(jié)流為基礎(chǔ)的液化循環(huán);以等熵膨脹與節(jié)流相結(jié)合的液化循環(huán)。n1.以節(jié)流膨膿為基礎(chǔ)的循環(huán)n節(jié)流膨脹循環(huán),由德國(guó)的林德首先研究成功,故亦稱簡(jiǎn)單林德循環(huán)。n如前所述,節(jié)流的溫降很小,制冷量也很少,所以在室溫下通過(guò)節(jié)流膨脹不可能使空氣液化,必須在接近液化溫度的低溫下節(jié)流才有可能液化。n因此,以節(jié)流為基礎(chǔ)的液化循環(huán),必須使空氣預(yù)冷,常采用逆流換熱器,回收冷量預(yù)冷空氣。n2.以等熵膨脹與節(jié)流相結(jié)合的液化循環(huán)n林德循環(huán)是以節(jié)流膨脹為基礎(chǔ)的液化循環(huán),其溫降小,制冷量少,液化系數(shù)及制冷系數(shù),而且節(jié)流過(guò)程的不可逆損失很大并無(wú)法回收。而采用等熵膨脹

25、,氣體工質(zhì)對(duì)外做功,能夠有效地提高循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。n(1)克勞特循環(huán) 1902年,克勞特提出了膨脹機(jī)膨脹與節(jié)流相結(jié)合的液化循環(huán)稱之為克勞特循環(huán),其流程及在T-S圖中的表示見(jiàn)圖10。n(2)卡皮查循環(huán) n該循環(huán)是一種低壓帶澎脹機(jī)的液化循環(huán),由于節(jié)流前的壓力低, 節(jié)流效應(yīng)很小,等焓節(jié)流制冷量也很小,所以這種循環(huán)可認(rèn)為是以等熵膨脹為主導(dǎo)的液化循環(huán),此液化循環(huán)是在高效離心透平式膨脹機(jī)問(wèn)世后,1937年原蘇聯(lián)院士卡皮查提出的,因此稱為卡皮查循環(huán)。其流程示意圖及在T-S圖中的表示見(jiàn)圖11。n通?？ㄆげ檠h(huán)的高效透平膨脹機(jī)制冷量占總制冷量的80%9o%,而且應(yīng)用高效換熱器減少了傳熱過(guò)程中的不可逆損失。但由于壓

26、力只有0.50.6MPa,所以循環(huán)的液化系數(shù)不超過(guò)5.8%。n由于卡皮查循環(huán)在低壓下運(yùn)行,運(yùn)行安全可靠、流程簡(jiǎn)單、單位能耗低,已在現(xiàn)代大、中型空分裝置中得到廣泛地應(yīng)用。第四節(jié) 空氣的分離n空氣分離的基本原理是利用低溫精餾法,將空氣冷凝成液體,然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。n空氣的精餾根據(jù)所需的產(chǎn)品不同,通常有單級(jí)精餾和雙級(jí)精餾,兩者的區(qū)別在于:單級(jí)精餾以僅分離出空氣中的某一組分(氧或氮)為目的;而雙級(jí)精餾以同時(shí)分離出空氣中的多個(gè)組分為目的。-、單級(jí)精餾n單級(jí)精餾塔有兩類:一類是制取高純度液氮(或氣氮);一類是制取高純度液氧(或氣 氧),如圖1.12所示。n單級(jí)精餾塔分離空氣是不完善的,

27、不能同時(shí)獲得純氧和純氮,只有在少數(shù)情況下使用。為了彌補(bǔ)單級(jí)精餾塔的不足,便產(chǎn)生了雙級(jí)精餾塔。二、雙級(jí)精餾n雙級(jí)精餾塔如圖13所示,雙級(jí)精餾塔由下塔、上塔和上、下塔之間的冷凝蒸發(fā)器組成。三、空分塔的種類n目前工業(yè)上用的空分塔主要有板式塔和填料塔兩大類。n在板式塔中有篩板塔和泡罩塔之分。n在填料塔中又有散裝填料和規(guī)整填料。下面對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)做一簡(jiǎn)要介紹。1.篩板塔n篩板塔是空分裝置中最常用的一種塔。n篩板塔主要由塔體和一定數(shù)量的篩孔塔板組成2.泡罩塔n泡罩塔是由很多構(gòu)造相同的泡罩塔板組成的。泡罩由罩帽、升氣管、支撐板等組成。泡罩塔板 n泡罩塔與篩板塔相比有下列特點(diǎn)。n變負(fù)荷的適應(yīng)性較強(qiáng),在減少

28、蒸氣量和短期停車(chē)時(shí),不易發(fā)生塔板上液體的泄漏。穩(wěn)定性要求較高的塔段,采用泡罩塔與篩孔板間隔設(shè)置的方案比較好。n泡罩塔板水平度的要求比篩板塔可適當(dāng)降低。n泡罩板壓力降大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高。在設(shè)計(jì)工況下的塔板效率不如篩板塔,同時(shí)在停車(chē)時(shí)還容易發(fā)生爆炸,使它的使用受限。n由于泡罩塔板上蒸氣流道較大,不易被CO2等固體顆粒堵塞,所以在空分裝置下塔的最下面一塊塔板通常采用泡罩塔板,用于洗滌空氣中的固體雜質(zhì)。3.填料塔n填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料,液體自塔頂經(jīng)噴淋裝置噴淋下來(lái),均勻地沿著填料的表面自上而下地流動(dòng),氣體自塔底沿著填料的空隙均勻上升。氣液兩相間的熱量和質(zhì)量交換是借助于在填料表面上形成的較薄的液

29、膜表面進(jìn)行的。n根據(jù)上升蒸氣速度和噴淋液體強(qiáng)度的不同塔內(nèi)流動(dòng)工況基本可分為下列5種工況n(1)穩(wěn)流工況n(2)中間工況n(3)湍流工況n(4)乳化工況n(5)液泛工況填料塔的特點(diǎn)在于:n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,安裝檢修方便,特別適用于小直徑的精餾塔;n流體流動(dòng)阻力較小;n隨著裝置容量的增加,填料塔徑增加,這樣容易產(chǎn)生氣液分配不均勻,使傳質(zhì)效率降低。4.規(guī)整填料塔n填料塔傳質(zhì)效果的好壞與填料的結(jié)構(gòu)形式有很大關(guān)系。過(guò)去所用的填料主要是散裝環(huán)填料(如拉西環(huán)等)。這種填料笨重,傳質(zhì)效果差,現(xiàn)已很少使用。目前在空分裝置中使用較多的為規(guī)整金屬波紋填料。n規(guī)整填料片以網(wǎng)絡(luò)狀接觸,氣液的流道是完全對(duì)稱均-的,因此氣

30、液兩相流動(dòng)的分布質(zhì)量好、效率高。n規(guī)整填料的網(wǎng)絡(luò)接觸,使得裝填后的規(guī)整填料具有很高的強(qiáng)度,制造規(guī)整填料所用板材的厚度只裝填料的1/21/3,而且加工制造相對(duì)簡(jiǎn)單,所以規(guī)整填料比相近規(guī)格(指比表面積)的散裝填料要便宜得多。優(yōu)點(diǎn)四、空分塔中稀有氣體的分布n氖、氦、氪、氙和氧、氮的沸點(diǎn)不同,它們?cè)诳諝庵械臄?shù)量不同,因此在空分塔中它們集的部位也不同。圖16表示出了雙級(jí)精餾塔內(nèi)稀有氣體匯集的部位。五、純氬的制取n圖17是氬提取裝置的示意圖n從上塔浪化空氣進(jìn)料口之下適當(dāng)部位抽出氬餾分,壹餾分中氮組分0.1%以下,氬組分8%1o%以上,余者為氧,引人粗氬塔精餾后得95%左右的粗氬。粗氬經(jīng)熱交換器升溫后加人氫

31、氣,使殘留的氧氣在催化反應(yīng)爐內(nèi)生成水分,冷卻干燥后在精氬塔中精餾,得99.99%以上的純氬。也有的流程是粗氬在低溫下(液氧溫度）用分子篩吸附去除氧、氮,得99.99%的純氬。全精餾無(wú)氫制氬n全精餾無(wú)氫制氬指粗氬塔和精氬塔全部采用規(guī)整填料塔,在低溫下精餾直接獲得精氬。n全精餾無(wú)氫制氬技術(shù),取消了加氫催化脫氧設(shè)備和制氫設(shè)備,簡(jiǎn)化了流程，節(jié)省了廠房投資和運(yùn)行費(fèi)用,節(jié)約了制氫能耗。同時(shí),氬提取率大大提高,可達(dá)65%-84%。第五節(jié) 空分流程n我國(guó)的空分裝置經(jīng)歷了五代的發(fā)展n空分流程從原理來(lái)看,都包括空氣的壓縮、凈化、熱交換、制冷、精餾等過(guò)程,有包括氬和其他稀有氣體的提取過(guò)程。流程的主要區(qū)別在于各過(guò)程所

32、用的設(shè)備不同,操作條件不同,所生產(chǎn)的氧產(chǎn)品的量和壓力不同。二、空分流程的演變n1、鋁帶蓄冷器凍結(jié)高低壓空分流程n主要由空氣過(guò)濾壓縮、CO2堿洗、氨預(yù)冷、膨脹制冷、換熱精餾等系統(tǒng)組成。n缺點(diǎn)如下。n流程復(fù)雜。n蓄冷器的自清除問(wèn)題沒(méi)有得到妥善解決,氧氣(或氮?dú)?和空氣的傳質(zhì)和傳熱雖按時(shí)間間隔錯(cuò)開(kāi),但卻在同一腔內(nèi)進(jìn)行,使產(chǎn)品的純度受到較大污染。n膨脹機(jī)為沖動(dòng)式固定噴嘴的結(jié)構(gòu)形式,效率較低,只有60%n氧提取率低,一般只有83.3% 。n能耗高,設(shè)計(jì)值為0.66kWVm3O2,而實(shí)際運(yùn)行值高達(dá)0.70.9kWVm3O2。2、石頭蓄冷凍結(jié)全低壓空分流程n隨著透平膨脹機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)、蛇管式石頭蓄冷器的出現(xiàn)及

33、其自清除技術(shù)的改進(jìn)等,1969年出現(xiàn)了石頭蓄冷器凍結(jié)全低壓空分流程。n該流程大為簡(jiǎn)化,主要由空氣過(guò)濾空氣預(yù)冷、膨脹制冷、換熱精餾等系統(tǒng)組成。 n缺點(diǎn)如下。n石頭蓄冷器中的石頭填料單位體積所具有的比表面積只有鋁帶的1/5,而密度卻遠(yuǎn)比鋁帶大。n由于采用中間抽氣法來(lái)保證蓄冷器的不凍結(jié)性,因而設(shè)置了相應(yīng)所需的抽氣閥箱和CO2吸附器,使冷箱內(nèi)設(shè)備及配管復(fù)雜化。n膨脹機(jī)采用的固定噴嘴,只能依靠調(diào)節(jié)壓力來(lái)調(diào)節(jié)氣量,因而膨脹量調(diào)節(jié)范圍較小。n冷凝蒸發(fā)器為長(zhǎng)列管式,管子數(shù)目仍然較多,體積大,制造難。n3、切換式換熱器凍結(jié)全低壓空分流程n4、常溫分子篩凈化全低壓空分流程n5、常溫分子篩凈化增壓膨脹空分流程n6、

34、常溫分子篩凈化規(guī)整填料精餾空分流程n7、外壓縮與內(nèi)壓縮流程空分流程框圖空分流程框圖空壓機(jī)空壓機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器熱交換器精餾系統(tǒng)精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品氧氮產(chǎn)品膨脹機(jī)膨脹機(jī)增壓機(jī)增壓機(jī)貯存系統(tǒng)貯存系統(tǒng)二、空分流程空分工藝流程圖空分工藝流程圖蒸汽蒸汽空冷塔空冷塔膨脹機(jī)膨脹機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)過(guò)冷器過(guò)冷器上塔上塔增效塔增效塔 主冷主冷壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)壓力氮?dú)馊嚎s機(jī)分子篩分子篩高壓氧氣高壓氧氣污氮?dú)馊ニ渌鄣獨(dú)馊ニ渌謿鍤獯謿鍤馕鄣獨(dú)馊シ肿雍Y污氮?dú)馊シ肿雍Y水冷塔水冷塔水冷塔水冷塔液氧泵液氧泵冷卻水冷卻水增壓機(jī)增壓機(jī)下塔下塔氮氮 氣氣空分工藝流程空分工藝流程空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣

35、增壓、膨脹空氣進(jìn)下塔、液氧內(nèi)壓縮流程，空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進(jìn)下塔、液氧內(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；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(guò)濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過(guò)濾原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過(guò)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。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)水冷塔冷卻后的低溫水?？諝庾韵露洗┻^(guò)空氣冷卻塔，在冷卻的冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水。空氣自

36、下而上穿過(guò)空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)，又得到清洗；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健７肿雍Y純化器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另氫化合物和水分被吸附。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。純化器的使用周期約為一只再生。純化器的使用周期約為240240分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換；凈化后的空氣分分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換；凈化后的空氣分為兩股：一股進(jìn)入低壓板式換熱器，與為兩股：一股進(jìn)入低壓板式換熱器，與空分工藝流程空分工藝流程返流的氣體換熱后出換熱器底部后

37、進(jìn)入下塔，另一股去空氣增壓機(jī)；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(guò)冷器冷卻后進(jìn)入膨脹機(jī)的增壓風(fēng)機(jī)中增壓，然后被冷增壓機(jī)，經(jīng)后過(guò)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?gòu)母邏喊迨綋Q熱器中部抽卻器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓板式換熱器，再?gòu)母邏喊迨綋Q熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣進(jìn)入送入下塔；出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣進(jìn)入送入下塔；另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過(guò)冷器冷卻至常溫后

38、進(jìn)另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過(guò)冷器冷卻至常溫后進(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；氣從換熱器底部抽出經(jīng)節(jié)流進(jìn)入下塔；空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過(guò)冷器過(guò)冷后節(jié)流空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過(guò)冷器過(guò)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)液氧泵空分工藝流程空分工藝流程壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氧氣管壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷

39、箱，進(jìn)入氧氣管網(wǎng)。另抽取液氧送入液氧貯存系統(tǒng)；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)；在下塔頂部獲得純液氮，送入液氮貯存系統(tǒng)；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)；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(guò)低壓板式換經(jīng)增效粗氬塔精餾后得到粗氬氣。粗氬氣經(jīng)過(guò)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

40、粗氬氣產(chǎn)品；獨(dú)作為粗氬氣產(chǎn)品；空分工藝流程空分工藝流程從上塔頂部抽取低壓純氮?dú)饨?jīng)過(guò)冷器、低壓板式換熱從上塔頂部抽取低壓純氮?dú)饨?jīng)過(guò)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)；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(guò)冷器、低壓板式換熱器和從上塔上部引出污氮?dú)饨?jīng)過(guò)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)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，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Ｆ溆辔鄣獨(dú)馊ニ渌?。自潔式空氣過(guò)濾器自潔式空氣過(guò)濾器n空氣過(guò)濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓

41、機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)行中，粉塵會(huì)造成機(jī)器內(nèi)部的葉輪、葉片等部件的磨損、腐蝕和結(jié)垢，縮短機(jī)器的使用壽命，因此設(shè)置空氣過(guò)濾器，清除掉空氣中的灰塵及雜質(zhì)。自潔式空氣過(guò)濾器自潔式空氣過(guò)濾器作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵。作用：清除原料空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵。結(jié)構(gòu)：由高效過(guò)濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系結(jié)構(gòu)：由高效過(guò)濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。原理：在吸氣負(fù)壓作用下，空氣穿過(guò)高效過(guò)濾筒，粉塵原理：在吸氣負(fù)壓作用下，空氣穿過(guò)高效過(guò)濾筒，粉塵由于重力、靜電和接觸被阻留，凈化空氣進(jìn)入凈氣室。由于重力、靜電和接觸被阻留

42、，凈化空氣進(jìn)入凈氣室?？蓪?duì)大于可對(duì)大于1UM1UM以上的灰塵過(guò)濾效率達(dá)以上的灰塵過(guò)濾效率達(dá)99.9%99.9%，濾筒上的，濾筒上的灰塵通過(guò)專用噴頭吹除達(dá)到清除?；覊m通過(guò)專用噴頭吹除達(dá)到清除?？諌簷C(jī)組空壓機(jī)組n空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)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) 作用：為提供帶壓原料空氣作用：為提供帶壓原料空氣結(jié)構(gòu)：成套進(jìn)口德國(guó)曼透平公司的產(chǎn)結(jié)構(gòu)：成套進(jìn)口德國(guó)曼透平公司的產(chǎn)品，由汽輪機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)離心式壓品，由汽輪機(jī)拖動(dòng)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)縮機(jī)原料空壓機(jī)排氣量：原料空壓機(jī)排氣量：251000Nm251000Nm3 3/h, /h, 0.595MPa(A)0.595MPa(A)

43、 1 10Nm0Nm3 3/h/h進(jìn)入低壓換熱器進(jìn)入低壓換熱器增壓機(jī)增壓機(jī) 流量流量 壓力壓力一段：一段：25000Nm25000Nm3 3/h,2/h,2. .MPa(G)MPa(G)二段：二段：83000Nm83000Nm3 3/h,/h,. .MPa(G) MPa(G) 空壓機(jī)組空壓機(jī)組空壓機(jī)組空壓機(jī)組離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下做離心式壓縮機(jī)是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，葉輪對(duì)氣體做功，使氣體獲得動(dòng)能，然后氣體在擴(kuò)壓高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，葉輪對(duì)氣體做功，使氣體獲得動(dòng)能，然后氣體在擴(kuò)壓器中速度下降，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，壓力得到進(jìn)一步提高

44、的過(guò)程。器中速度下降，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，壓力得到進(jìn)一步提高的過(guò)程。汽輪機(jī)的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進(jìn)入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減汽輪機(jī)的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進(jìn)入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減少，動(dòng)能增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流少，動(dòng)能增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流沖擊動(dòng)葉片，使葉輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，同時(shí)沖擊動(dòng)葉片，使葉輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能，同時(shí)蒸氣的溫度壓力下降?？諝饨?jīng)自潔式過(guò)濾器過(guò)濾其中的機(jī)械雜質(zhì)、灰蒸氣的溫度壓力下降?？諝饨?jīng)自潔式過(guò)濾器過(guò)濾其中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵等，然后進(jìn)入原料空氣壓縮機(jī)（塵等，然后進(jìn)入原料空氣壓

45、縮機(jī)（MACMAC）經(jīng)過(guò)四級(jí)壓縮到）經(jīng)過(guò)四級(jí)壓縮到0.495MPa0.495MPa（G G），送至空氣冷卻塔冷卻。），送至空氣冷卻塔冷卻。 n來(lái)自分子篩純化器的空氣壓力來(lái)自分子篩純化器的空氣壓力0.475MPa0.475MPa（G G）溫度）溫度2020，進(jìn)入循環(huán)，進(jìn)入循環(huán)空壓機(jī)組空壓機(jī)組n增壓機(jī)（增壓機(jī)（BACBAC），經(jīng)三級(jí)壓縮之后的空氣一部分），經(jīng)三級(jí)壓縮之后的空氣一部分（25000Nm3/h25000Nm3/h、. .MPaMPa）抽出送到膨脹機(jī)的增壓）抽出送到膨脹機(jī)的增壓端，另一部分端，另一部分(83000 Nm3/h)(83000 Nm3/h)進(jìn)入增壓機(jī)二段，繼續(xù)壓進(jìn)入增壓機(jī)二段，繼續(xù)壓縮至縮至7.3MPa7.3MPa（G G）在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后）在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后進(jìn)入下塔。進(jìn)入下塔。空氣預(yù)冷系統(tǒng)空氣預(yù)冷系統(tǒng)n空冷、水冷塔空冷、水冷塔 空氣冷卻塔空氣冷卻塔 作用：用來(lái)降低進(jìn)分子篩吸作用：用來(lái)降低進(jìn)分子篩吸附器的空氣溫度與含水量，附器的空氣溫度與含水量，把空壓機(jī)出來(lái)的高溫氣體（把空壓機(jī)出來(lái)的高溫氣體（116 CO C2 2H H2