空分技術(shù)培訓(xùn)課件

空分技術(shù)培訓(xùn)LOGO1

目錄第一節(jié)概述

第二節(jié)工藝特點(diǎn)

第三節(jié)流程說明及設(shè)備配置

第四節(jié)關(guān)鍵設(shè)備及供應(yīng)商介紹

第五節(jié)空分安全2一、概述空氣分離的幾種方法低溫法（經(jīng)典，傳統(tǒng)的空氣分離方法）壓縮→膨脹→

液化（深冷）→精餾低溫法的核心吸附法：利用固體吸附劑（分子篩、活性炭、硅膠、鋁膠）對氣體混合物中某些特定的組分吸附能力的差異進(jìn)行的一種分離方法。特點(diǎn)：投資省、上馬快、生產(chǎn)能力低、純度低（93%左右）、切換周期短、對閥的要求或壽命影響大。膜分離法：利用有機(jī)聚合膜對氣體混合物的滲透選擇性。

穿透膜的速度比快約4-5倍，但這種分離方法生產(chǎn)能力更低，純度低（氧氣純度約25%~35%）3我國大中型空分設(shè)備流程技術(shù)發(fā)展綜述一、鋁帶蓄冷器凍結(jié)高低壓空分流程。二、石頭蓄冷器凍結(jié)全低壓空分流程。三、切換式換熱器凍結(jié)全低壓空分流程。四、常溫分子篩凈化全低壓空分流程。五、常溫分子篩凈化增壓膨脹空分流程。六、常溫分子篩凈化填料型上塔全精餾制氬流程。七、內(nèi)壓縮流程。4空分系統(tǒng)的組成及其作用（低溫法）凈化系統(tǒng)→壓縮→冷卻→純化→分餾（制冷系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)，精餾系統(tǒng)）→液體：貯存及汽化系統(tǒng)；氣體：壓送系統(tǒng)；1、凈化系統(tǒng)：除塵過濾，去除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)；2、壓縮氣體：對氣體作功，提高能量、具備制冷能力；（熱力學(xué)第二定律）3、預(yù)冷：對氣體預(yù)冷，降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)性

有預(yù)冷的一次節(jié)流循環(huán)比無預(yù)冷的一次節(jié)流循環(huán)經(jīng)濟(jì)，增加了制冷循環(huán)，減輕了換熱器的工作負(fù)擔(dān)，使產(chǎn)品的冷量得到充分的利用；4、純化：防爆、提純；吸附能力及吸附順序?yàn)椋海?空分系統(tǒng)的組成及其作用6二、工藝特點(diǎn)產(chǎn)品規(guī)格與參數(shù)

7二、工藝特點(diǎn)1、產(chǎn)品氧壓力較高：8.5MPa(G),通過內(nèi)壓縮實(shí)現(xiàn)，典型的化工型內(nèi)壓縮空分流程。2、產(chǎn)品氮?dú)馄贩N多樣：0.42/6.0MPa(G)，所以流程組織具有多樣化。8三、流程說明及設(shè)備配置

六萬裝置特點(diǎn):高、新技術(shù)產(chǎn)品特大型空氣分離設(shè)備裝置大型化流程控制更加復(fù)雜設(shè)計(jì)要求更加精確9空分流程選擇1、空分裝置的工藝流程采用全低壓分子篩預(yù)凈化、高壓空氣增壓透平膨脹機(jī)制冷、全精餾無氫制氬、空氣增壓的氧氮產(chǎn)品內(nèi)壓縮等先進(jìn)工藝。2、內(nèi)壓縮流程是現(xiàn)今國內(nèi)外空分裝置普遍采用的先進(jìn)的工藝流程，內(nèi)壓縮流程具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

液氧泵由于取代了價(jià)格昂貴的氧氣透平壓縮機(jī)，可使投資降低；備品比氧壓機(jī)的備品配件價(jià)格降低，且運(yùn)行安全可靠，易于操作，因而可使維護(hù)成本降低；防止烴類在冷凝蒸發(fā)器內(nèi)積聚，安全性更好，裝置也更加可靠。10內(nèi)壓縮與外壓縮的比較11空分流程選擇3、空氣循環(huán)與氮?dú)庋h(huán)的比較氮?dú)庋h(huán)（氮膨脹）是以氮?dú)庾鳛榕蛎浌べ|(zhì)的流程?；居糜趬毫Φ?dú)猱a(chǎn)量（及液氮）較氧氣量多的場合。優(yōu)點(diǎn)：

（1）氮膨脹使用氮?dú)庠鰤号蛎?，膨脹機(jī)出口溫度較低，基本無液擊可能，流程組織合理，循環(huán)量較小能耗較低；（2）無需空氣節(jié)流入上塔，上塔精餾潛力得到更好利用，相應(yīng)降低上塔高度；（3）降低了液氧換熱器液氧與氮?dú)馔ǖ赖膲翰钜欢ǔ潭壬辖档土嗽O(shè)備制造難度，利于高壓換熱器操作維護(hù)。缺點(diǎn)：氮?dú)鈮嚎s機(jī)投資增加，生產(chǎn)中氮?dú)鈮嚎s機(jī)短期停車也會造成裝置無制冷源，空氣必須推出冷箱。12空分流程的選擇4、設(shè)置氮?dú)庠鰤簷C(jī)低壓氮?dú)鈴南滤苯映槌?，雖降低氧回收率少許，但是由于氮?dú)猱a(chǎn)品出下塔的壓力遠(yuǎn)高于上塔的壓力，只要再增加一臺小型增壓機(jī)即可達(dá)到要求的氮?dú)鈮毫?，總體能耗較節(jié)省，且配置簡單可靠。5、設(shè)置液體膨脹機(jī)（代替普通節(jié)流閥）使高壓液空在降壓膨脹時產(chǎn)生制冷效應(yīng)，液體在膨脹過程中同時做功，驅(qū)動相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組，可降低本套空分裝置的能耗約1500KW。預(yù)計(jì)本裝置設(shè)計(jì)工況下液體膨脹機(jī)的效率可達(dá)到82%。13AP空分裝置的工藝技術(shù)特性：低溫全精餾深冷空氣分離技術(shù)空氣增壓的氧氮雙泵內(nèi)壓縮流程，具有安全、可靠、易操作等特點(diǎn)全精餾無氫制氬流程TPSA：獨(dú)有的變溫變壓分子篩（TPSA）系統(tǒng)處于世界領(lǐng)導(dǎo)地位，減少再生所需氣量和熱量、降低運(yùn)行成本、吸附劑壽命為20年。同時使用專利的特殊吸附劑去除98%以上的N2O，以確保主冷更安全地工作。上、下塔及精氬、粗氬塔均采用空氣化工制造的高效規(guī)整填料，壓降更低，操作彈性更大，使空分裝置的能耗更節(jié)約。高效膨脹機(jī)：空氣化工擁有全球最好的透平膨脹機(jī)：效率最高達(dá)92%，平均故障間隔時間為14年?？諝饣Ｓ屑夹g(shù)的高效率液體膨脹機(jī)散裝填料的空冷塔、水冷塔高效專利的降膜式主冷，具有溫差低、能耗低的特點(diǎn)全自動、先進(jìn)的模型預(yù)測控制系統(tǒng)(MPC)，保證空分操作穩(wěn)定、簡便。嚴(yán)格的HAZOP審查制度最大化地保證空氣化工成為世界上最安全的空分供應(yīng)商。低能耗：空氣化工通過優(yōu)化工藝流程和設(shè)備選型，使建設(shè)投資與5年運(yùn)營的綜合成本最低。1415工藝流程說明（杭氧）原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)。過濾后的空氣進(jìn)入離心式空壓機(jī)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮到約0.6MPa(A)，然后進(jìn)入空氣冷卻塔冷卻。冷卻水為經(jīng)水冷塔和冷水機(jī)組冷卻后的水?？諝庾韵露洗┻^空氣冷卻塔，在冷卻的同時，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?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，另一只再生。純化器的切換周期約為8小時，定時自動切換。凈化后的空氣分成二股。一股空氣進(jìn)入低壓板式換熱器，被返流氣體冷卻后直接進(jìn)入下塔。另一股空氣去增壓空壓機(jī)，這股空氣分成三部分：一部分空氣經(jīng)增壓空壓機(jī)第一級葉輪增壓并冷卻后抽出作為工廠空氣和儀表空氣；另一部分空氣經(jīng)增壓空壓機(jī)第一段增壓后進(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，再從板式換熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的空氣送入下塔。其余空氣在增壓空壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓，經(jīng)冷卻后進(jìn)入高壓板式換熱器，用來與高壓液氧和高壓液氮換熱。高壓空氣經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入下塔?？諝饨?jīng)下塔初步精餾后，獲得液空、純液氮和污液氮，并經(jīng)過冷器過冷后節(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)入氧氣管網(wǎng)；另在上塔底部抽取液氧送入液氧貯槽備用。在下塔頂部獲得液氮，并經(jīng)液氮泵壓縮后進(jìn)入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入氮?dú)夤芫W(wǎng)；另在下塔頂部抽取液氮，經(jīng)過冷器過冷后送入液氮貯槽備用。從上塔頂部得到純氮?dú)?，?jīng)低壓換熱器復(fù)熱后出冷箱，經(jīng)氮壓機(jī)壓縮后進(jìn)入氮?dú)夤芫W(wǎng)。從上塔上部引出污氮?dú)饨?jīng)過冷器、高壓板式換熱器和低壓板式換熱器復(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；其余污氮?dú)馊ニ渌Ｔ谏纤胁砍槿∫欢康臍屦s份送入粗氬塔，粗氬塔在結(jié)構(gòu)上分為二段，第二段粗氬塔底部的回流液體經(jīng)液氬泵AP1(AP2)加壓后送入第一段頂部作為回流液；氬餾份經(jīng)粗氬塔精餾后得到粗液氬，并送入精氬塔中部，經(jīng)精氬塔精餾后在塔底部得到≤2ppmO2的精液氬。16三、流程說明及設(shè)備配置（一）空氣過濾系統(tǒng)1、除塵要求：﹥2um99.9%以上；1～2um99%以上；﹤1um不做要求；阻力大于1.5KPa，就進(jìn)行自清除。

2.處理氣量：2倍空氣流量

直接反映就是過濾筒的多少，不但影響阻力，還影響壽命、噪音。3、自潔式空氣過濾器優(yōu)點(diǎn)：⑴過濾阻力?、七^濾效率高⑶適應(yīng)性廣⑷反吹耗氣少⑸占地面積?。?）結(jié)構(gòu)簡單（7）防腐性好（8）日常維護(hù)工作量小4.濾紙產(chǎn)地：意大利波束、美國HV.5.電磁閥、PLC等元件要注明原產(chǎn)地.17（二）空氣壓縮系統(tǒng)原料空壓機(jī)與空氣增壓機(jī)采用汽輪機(jī)拖動，即“一拖二”的形式，布置緊湊，占地面積小。機(jī)組推薦使用：MAN–TURBO(德國曼透平)或SIEMENS(西門子)。注意：1、壓縮機(jī)制造周期長，需提前訂貨。2、防止壓縮機(jī)振動超標(biāo)。18（三）空氣預(yù)冷系統(tǒng)1.工作原理：利用反流“污氮”或氮?dú)獾暮伙柡投仁共糠炙舭l(fā)，吸收汽化潛熱使冷卻水溫降低。2.目的：（1）

把空氣冷卻到8～17℃，低溫有利于吸附，減少含水量，減少吸附器的負(fù)荷，減少主換熱器的負(fù)荷，使單位能耗降低。（2）利用多余的氮?dú)?、污氮來冷卻水，使冷量得到回收。（3）空氣與水直接接觸，起到凈化洗滌作用，除去酸性雜質(zhì)。（4）對空壓機(jī)起到緩沖作用。3.分類氨水預(yù)冷系統(tǒng)：主要針對空氣加工量多的系統(tǒng)。冷水機(jī)組：主要針對空氣加工量﹤20000Nm3的的系統(tǒng)。

4、組成：空冷塔、水冷塔、冷水機(jī)組

19（三）空氣預(yù)冷系統(tǒng)5.在流程組織、控制系統(tǒng)、設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面杜絕空冷塔帶水，保證運(yùn)行安全。6.空冷塔采用高效散堆填料塔，下部填料為不銹鋼，其余填料為增強(qiáng)聚炳烯。即降低阻力，提高效率，又提高填料壽命。7.水冷塔采用高效散堆填料塔，填料為聚炳烯，降低阻力，提高效率.8.常溫水泵、低溫水泵均為一用一備，采用國內(nèi)品牌。20（四）純化系統(tǒng)1、目的：清除空氣中的H2O,CO2,C2H2,避免低溫下被凍結(jié)的水分和二氧化碳沉積在低溫?fù)Q熱器、透平膨脹機(jī)或精餾塔里，堵塞通道、管路和閥門及乙炔集聚在液氧中爆炸的危險(xiǎn)。凈化空氣的同時把吸附劑再生。2、方法：吸收法；凍結(jié)法；吸附法3、原理：吸附：氣體與固體相接處時，在固體表面或內(nèi)部將會發(fā)生容納氣體的現(xiàn)象，即固體對氣體的吸附。解吸：已被吸附的分子或原子返回到氣相或液相中去的現(xiàn)象。

21（四）純化系統(tǒng)4、分子篩吸附器結(jié)構(gòu)形式（1）立式分子篩：阻力大，適用于﹤12000Nm3的系統(tǒng)。（2）臥式分子篩：適用于大型，但存在三方面的問題：a.空氣均勻分配b.內(nèi)件受熱不均易產(chǎn)生變形c.壁流效應(yīng)（3）徑流式---立式徑向流：法液空專利國內(nèi)：采用臥式雙層床結(jié)構(gòu)（活性氧化鋁+分子篩）。大面積的雙層床設(shè)計(jì)科學(xué)，強(qiáng)度、剛性得到保證，應(yīng)用近二十年.林德：自動立式徑向流吸附器來對前端空氣進(jìn)行純化和干燥。分子篩的填料式為LMS，LMS對碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉挠休^高吸附率。AP:美國AP的專利鈣基分子篩CaX,是分子篩類產(chǎn)品里最好的一種，對氮氧化物和碳?xì)浠衔镂侥芰Τ瑥?qiáng)。變溫變壓吸附，吸附再生完全自動化，保證進(jìn)氣平穩(wěn)。法液空：立式雙層徑向流吸附器減小阻力，提高純化效率5、.