制氧工藝及設(shè)備5.30ppt課件.ppt

1、制氧工藝及設(shè)備,1,工業(yè)制氧的方法 精餾概述 精餾設(shè)備（精餾塔） 制氧工藝流程 制氧設(shè)備,2,水電解法: 將水電解而產(chǎn)生氧氣 特點(diǎn)：可以同時生產(chǎn)氧氣和氫氣； 較危險，氫氣屬于易燃易爆氣體； 每生產(chǎn)1M3的氧氣同時可以生產(chǎn)氫氣2M3； 純度高； 耗電量大生產(chǎn)1M3的氧氣耗電量約1215度； 不適宜大量生產(chǎn)氧氣。,水電解法、化學(xué)法、 空氣分離法（低溫法、吸附法、膜分離法）,工業(yè)制氧的方法,3,工業(yè)制氧的方法,化學(xué)法: 將氯酸鉀加熱分解出氧氣，1公斤氯酸鉀能放出270升氧氣；氧化鋇加熱生成過氧化鋇，再加熱放出氧氣，2BaO+O2=2BaO2 2BaO2=2BaO+O2，1公斤氧化鋇可以制取100升氧

2、氣。 特 點(diǎn)：原料貴重，消耗量大； 生產(chǎn)能力??； 不適宜大量生產(chǎn)氧氣。,4,低溫法： 將空氣壓縮、冷卻，使空氣飽和液化，利用氧、氮組分的沸點(diǎn)差，用精餾的方法將氧氮分離，從而獲得高純度的氧和氮。低溫法是實現(xiàn)空氣分離是深冷與精餾的組合，是目前應(yīng)用最為廣泛的空氣分離方法，在國內(nèi)外的制氧行業(yè)中占統(tǒng)治地位。產(chǎn)量大：目前國內(nèi)最大的制氧機(jī)在寶鋼，制氧能力72000M3/h，國外最大的制氧機(jī)在巴西，制氧能力為110000M3/h。 特 點(diǎn)：氧氣和氮?dú)饧兌雀撸?氧氣的純度可達(dá)99.6%以上，氮?dú)饧兌瓤蛇_(dá)99.999%； 電耗低； 適宜大規(guī)模生產(chǎn)； 可以同時生產(chǎn)氬氣等稀有氣體。,空氣分離法（低溫法、吸附法、膜分離

3、法）,工業(yè)制氧的方法,5,吸附法： 讓空氣通過分子篩吸附塔，利用分子篩對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。 特 點(diǎn)：流程簡單，常溫運(yùn)行，設(shè)備便易，投資少； 全自動控制，制氧快速，能耗低，生產(chǎn)1M3氧 氣的能耗只有0.4KWH； 產(chǎn)品單一，不能同時生產(chǎn)氧和氮； 純度低，氧純度只有90%93%； 分子篩體積大，不適合大型化生產(chǎn)，一般用在小于4000M3/H氧氣的場合； 分子篩切換時間太短（兩分鐘），系統(tǒng)容易出故障，不適合連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。,工業(yè)制氧的方法,6,膜分離法： 利用有機(jī)聚合膜的選擇滲透性，從氣體混合物中將氧、氮分離，獲得富氧氣體。原理（氧、氮、氬透過膜的速率不同，氧氬氮，氧氣透過

4、膜的速度約為氮?dú)獾?5倍；分離膜很薄，而且具有很多的微孔 ；分離膜對不同的氣體組分具有選擇透過性 ；不同氣體組分在分離膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同 ；在膜中形成氣體濃度梯度） 特 點(diǎn)：產(chǎn)品純度低，氧純度只有4050%； 可以生產(chǎn)高純度的氮?dú)猓?裝置簡單，操作方便； 運(yùn)動元件及易損件少，運(yùn)行較平衡； 分離膜易堵塞； 分離膜制造困難，價格高；不適合大型化生產(chǎn)。,工業(yè)制氧的方法,7,精餾概述,精餾原理（詞匯）,氣化 蒸發(fā) 沸騰 液化 物相 氣液相平衡 精餾,8,精餾概述,氣態(tài)化(氣化)：將物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)并伴隨著吸熱的過程稱為氣態(tài)化，也就是經(jīng)常簡稱的氣化。 蒸發(fā)：氣態(tài)化如果只是從液體的外部自由表面產(chǎn)

5、生，那么這種過程稱為蒸發(fā)，并且在任何一個溫度下可以取某一個速度進(jìn)行。,9,精餾概述,沸騰：氣泡的生成如果不僅在液體的自由表面，并且在整個體積內(nèi)進(jìn)行，這種氣態(tài)化稱為沸騰。與蒸發(fā)的區(qū)別在于沸騰是在特定的溫度(所謂的沸騰溫度或沸點(diǎn))下進(jìn)行。 液化（冷凝）：將物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)并伴隨著放熱的過程稱為液化或冷凝。,10,精餾概述,物相：如果系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值在系統(tǒng)所有各點(diǎn)都是一致或者作連續(xù)的變化而沒有突變，那么這種系統(tǒng)就稱為單相的或均一的系統(tǒng)。具有一定數(shù)量并在整個質(zhì)量中是物理性質(zhì)均一的物質(zhì)稱為物相。如果用任意的方法將物相分成幾部分，那么所有部分的狀態(tài)是相同的。,11,精餾概述,汽液相平衡,在封閉容器中,如

6、圖所示。在一定條件下，液相中各組分均有部分分子從界面逸出進(jìn)入液面上方氣相空間，而氣相也有部分分子返回液面進(jìn)入液相內(nèi)。經(jīng)長時間接觸，當(dāng)每個組分的分子從液相逸出與氣相返回的速度相同，或達(dá)到動平衡時，即該過程達(dá)到了相平衡。平衡時氣液兩相的組成之間的關(guān)系稱為相平衡關(guān)系。 它取決于體系的熱力學(xué)性質(zhì)，是蒸餾過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)和基本依據(jù)。 相平衡是物質(zhì)在各相之間分布的平衡。達(dá)到平衡之后，各相的組成和數(shù)量不隨時間改變.,12,精餾概述,精餾：先將氣體混合物冷凝為液體，然后按照各組分蒸發(fā)溫度的不同將他們分離的過程。 精餾的原理：將空氣冷凝為液體，然后按照各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。（通俗的講就是多次部分蒸發(fā)部

7、分冷凝）,在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧被冷卻到90.188K，氮被冷卻到77.36K，氬被冷卻到87.29K都變成液態(tài)。 tT273.16,13,精餾概述,精餾原理,單組分汽液相平衡 壓力與溫度的關(guān)系式：P=(T) 飽和蒸汽壓曲線 汽液相平衡曲線,液相區(qū),氣相區(qū),氣相區(qū),臨界點(diǎn),14,精餾概述,精餾原理,一次部分汽化,xF,x1,y1,加熱器,分離器,冷凝器,特點(diǎn)：分離效果差,15,精餾概述,精餾原理多次部分汽化,xF,x1,x2,x3,y1,y2,y3,y3,或xD,分離器,分離器,分離器,加熱器,加熱器,冷凝器,冷凝器,冷凝器,加熱器,16,精餾概述,精餾原理,xF,x1,x2,x3,y1,y2

8、,y3,y3,或xD,多次部分汽化的缺點(diǎn)： 流程過于龐大； 設(shè)備費(fèi)用極高； 部分汽化需要加熱劑； 部分冷凝需要冷卻劑； 能量消耗大； 純產(chǎn)品的收率很低。,17,制氧精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),原料,V0,L1,V1,L0,Vn-1,Vn,Ln,Ln-1,L3,V2,Vn-2,冷源,加熱蒸汽,L0,L1,L2,V1,V2,V3,Vn-1,Ln-1,Vn,Ln,熱源,精餾概述,18,精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),塔板的作用 塔板的作用是提供氣液分離的場所；每一塊塔板是一個混合分離器，并且足夠多的板數(shù)可使各組分較完全分離。因此每一塊塔板是一個混合分離器，經(jīng)過若干塊塔板上的傳

9、質(zhì)后（塔板數(shù)足夠多），即可達(dá)到對溶液中各組分進(jìn)行較完全分離的目的。,19,精餾概述,精餾原理(多次部分汽化帶回流),回流的作用 回流的主要作用就是提供不平衡的汽液兩相，而構(gòu)成汽液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件。 精餾塔內(nèi)由于塔頂?shù)囊合嗷亓骱退椎钠嗷亓?，為每塊塔板提供了汽、液來源。,20,精餾概述,精餾原理氧、氮精餾,21,制氧精餾概述,篩板工作示意圖,精餾概述,22,精餾設(shè)備,精餾塔分類 板式塔 精餾塔 填料塔,23,精餾設(shè)備,板式塔特點(diǎn),正常鼓泡：蒸汽上升的速度達(dá)到一定數(shù)值后，塔板上就會出現(xiàn)全面均勻的鼓泡，氣體激烈的攪動著液體，使液體呈薄膜狀半懸浮地運(yùn)動著，氣、液相接觸最好。同時有少量的液體被噴

10、成霧沫分散在氣相中。 不均勻鼓泡：蒸汽上升的速度較小，只能在塔板上的局部地區(qū)以鏈狀氣池的狀態(tài)穿過液層，鼓池地區(qū)也是不固定的，在不鼓泡地區(qū)液體將從小孔中漏下。不均勻鼓泡義稱液漏。 霧沫夾帶：蒸汽速度進(jìn)一步增大，或板間距太小，沒有足夠的使氣、液分離的空間時，蒸汽將夾帶著液體上升到另一塊塔板上，使塔板效率降低，這種情況稱霧沫夾帶，在篩板塔設(shè)計中是不允許的。 液泛：蒸汽速度過大，使塔板阻力過大，液體不能從上塊塔板流到下一塊塔板，氣、液相間的對流停止，精餾工況被破壞，這種情況稱為液泛。液泛是塔板設(shè)計及操作時絕對不允許的。,24,精餾設(shè)備,填料塔,填料塔以填料作為氣液接觸元件，氣液兩相在填料呈中逆向連續(xù)接

11、觸。,25,精餾設(shè)備,篩板塔和填料塔的優(yōu)缺點(diǎn),從上表可以看出：雖然填料塔高度增加，但其具有阻力小、分離效率高、塔徑小等多項 優(yōu)點(diǎn)，目前空分裝置的上塔和氬塔全部采用規(guī)整填料塔，下塔也逐漸開始采用填料塔,26,精餾設(shè)備,填料分類,填料,實體填料,網(wǎng)體填料,拉西環(huán),環(huán),十字環(huán),螺旋環(huán),短拉西環(huán),鮑爾環(huán)-階梯環(huán),鞍形填料,弧鞍形（馬鞍）填料,矩鞍形（槽鞍）填料,波紋板填料,柵條填料,網(wǎng)環(huán),雙層網(wǎng)環(huán),壓延孔環(huán),網(wǎng)鞍填料,波紋網(wǎng)填料,空分設(shè)備用,27,精餾設(shè)備,填料塔特點(diǎn)： 壓力降小，生產(chǎn)能力大。由于它是規(guī)整結(jié)構(gòu)，故壓力降較般亂堆填料低，因而空塔速度可以提高。 由于其結(jié)構(gòu)緊湊，具有很大的比表面，且填料的結(jié)

12、構(gòu)能促進(jìn)氣液分布均勻化，使傳質(zhì)效率提高。 操作彈性大。,28,制氧精餾設(shè)備與操作,波紋板填料,填料支撐、填料壓圈,空分設(shè)備中的填料及內(nèi)件,液體收集器,液體分布器,精餾設(shè)備,29,精餾設(shè)備,填料塔特點(diǎn) 恒持液量區(qū) 持液量：操作時單位體積填料層內(nèi)持有的液體體積。 氣速較低時，液體的流動與氣速無關(guān)，所以持液量不變。 載液區(qū) 氣速增大到一定時，氣流開始阻礙液體下流，持液量開始增加，出現(xiàn)攔液現(xiàn)象，此點(diǎn)為載點(diǎn)。 液泛區(qū) 氣速再增大時，液相變?yōu)檫B續(xù)相，氣相變?yōu)榉稚⑾?，雙膜傳質(zhì)變?yōu)楣呐輦髻|(zhì)，出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，此點(diǎn)為泛點(diǎn)。,30,制氧工藝流程,我國從1953年，在哈氧第一臺制氧機(jī)，目前出現(xiàn)的全低壓制氧機(jī)，這期間經(jīng)歷

13、了幾代變革： 第一代：高低壓循環(huán)，氨預(yù)冷，氮?dú)馔钙脚蛎洠辗ǔs質(zhì)； 第二代：石頭蓄冷除雜質(zhì)，空氣透平膨脹低壓循環(huán)； 第三代：可逆式換熱器； 第四代：分子篩純化； 第五代：分子篩純化，規(guī)整填料，增壓透平膨脹機(jī)的低壓循環(huán)； 第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬； 全低壓工藝流程：只生產(chǎn)氣體產(chǎn)品，基本上不產(chǎn)液體產(chǎn)品； 內(nèi)壓縮流程：化工類：58：臨界狀態(tài)以上，超臨界； 鋼鐵類：3.0 ，臨界狀態(tài)以下；,31,目前在工業(yè)上廣泛采用深度冷凍方法分離空氣來制取氧氣。首先需要將空氣冷卻并使它達(dá)到液體狀態(tài)。 利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動

14、和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得到不斷分離，稱該過程為精餾。,制氧工藝流程,32,制氧流程主要由制冷系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)所組成。詳細(xì)可分為十大系統(tǒng)，即空氣壓縮系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、安全防爆系統(tǒng)、氧氣壓縮輸送系統(tǒng)，加溫解凍系統(tǒng)，儀表自控系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)。 （現(xiàn)有6000 M3/h機(jī)組1套和10000 M3/h機(jī)組2套，氧氣總生產(chǎn)能力26000 M3/h ?？辗盅b置采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)、規(guī)整填料塔（上塔、粗氬塔、精氬塔）無氫制氬新工藝。）,制氧工藝流程,加工空氣量32500Nm3/

15、h （101.3Kpa、0） 進(jìn)氣壓力0.56MPa 氧氣產(chǎn)量6000Nm3/h 氮?dú)猱a(chǎn)量6000Nm3/h 氬氣產(chǎn)量150Nm3/h 加工空氣量54000Nm3/h（101.3Kpa、0） 進(jìn)氣壓力0.6Mpa（A） 氧氣產(chǎn)量10000Nm3/h 氮?dú)猱a(chǎn)量10000Nm3/h 氬氣產(chǎn)量350Nm3/h,33,制氧工藝流程,分餾塔系統(tǒng),空氣過濾系統(tǒng),預(yù)冷系統(tǒng),純化系統(tǒng),換 熱 系 統(tǒng),空壓機(jī),膨 脹 機(jī),壓氧系統(tǒng),壓氮系統(tǒng),用 戶,液體貯存系統(tǒng),汽化系統(tǒng),電控系統(tǒng),儀控系統(tǒng),34,制氧工藝流程,過濾、壓縮、預(yù)冷及純化 原料工藝空氣經(jīng)吸入口吸入，進(jìn)入空氣過濾器，濾去塵埃和機(jī)械雜質(zhì)，進(jìn)入離心式空氣

16、壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮后的氣體進(jìn)入空氣預(yù)冷系統(tǒng)中的空氣冷卻塔，在其中被水冷卻和洗滌?？諝饫鋮s塔采用循環(huán)冷卻水和經(jīng)水冷塔冷卻過的低溫冷凍水冷卻，空氣冷卻塔頂部設(shè)有慣性分離器及絲網(wǎng)分離器，以防止工藝空氣中游離水份帶出。 出空氣預(yù)冷系統(tǒng)的工藝空氣進(jìn)入用來吸附除去水份、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏目諝饧兓到y(tǒng)，純化系統(tǒng)中的吸附器由兩臺立式容器組成，兩臺吸附容器采用雙層床結(jié)構(gòu)，底部為活性氧化鋁，上部為分子篩，當(dāng)一臺運(yùn)行時，另一臺則由來自冷箱中的污氮通過加熱器加熱后進(jìn)行再生。,35,制氧工藝流程,空氣精餾 出空氣純化系統(tǒng)的潔凈工藝空氣大部分進(jìn)入冷箱內(nèi)的主換熱器，被返流出來的氣體冷卻，接近露點(diǎn)的空氣進(jìn)入下塔的底部，

17、進(jìn)行第一次分餾。在精餾塔中，上升氣體與下流液體充分接觸，傳熱傳質(zhì)后，上升氣體中氮的濃度逐漸增加。在主冷凝蒸發(fā)器中，氮?dú)饫淠?，液氧汽化。在下塔中產(chǎn)生的液空和液氮，經(jīng)過冷器過冷，節(jié)流后進(jìn)入上塔，作為上塔的回流液，在上塔內(nèi)，經(jīng)過再次精餾，得到產(chǎn)品氮?dú)?、產(chǎn)品氧氣、液氧及污氮。,精餾設(shè)備： 下塔、主冷凝蒸發(fā)器 上塔、主冷凝蒸發(fā)器 粗氬、粗氬、粗氬冷凝器 純氬蒸發(fā)器、純氬塔、純氬冷凝器,36,制氧工藝流程,冷量的制取 空分裝置為達(dá)到制冷的目的，由以下一些主要設(shè)備組成： 原料空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮到一定的壓力； 熱交換器（蓄冷器或可逆式板翅換熱器等）將空氣冷卻到接近液化的溫度；節(jié)流閥進(jìn)一步降低空氣的溫度；膨脹

18、機(jī)靠對外作功制取冷量，降低空氣的溫度。 裝置所需的大部分冷量由透平膨脹機(jī)提供。 出空氣純化系統(tǒng)的其余部分潔凈空氣進(jìn)入被透平膨脹機(jī)驅(qū)動的增壓機(jī)，使其壓力提高。然后經(jīng)增壓后冷卻器冷卻，進(jìn)入冷箱內(nèi)的主換熱器，冷卻至一定溫度后進(jìn)入透平膨脹機(jī)。這股膨脹空氣在膨脹機(jī)中膨脹制冷后進(jìn)入上塔，參與精餾。,37,制氧工藝流程,氬的提純 氬的提取采用全精餾制氬的最新技術(shù)，為了制取氬，從分餾塔上塔下部的適當(dāng)位置引出一股氬餾份氣送入粗氬塔進(jìn)行精餾，使氧的含量降低；粗氬塔的回流液體是由粗氬塔底部引出經(jīng)液體泵輸送來的液態(tài)粗氬。從粗氬塔頂部引出的氣體進(jìn)入粗氬塔并在其中進(jìn)行深度氬氧分離，經(jīng)過粗氬塔的精餾，在粗氬塔的頂部得到含氧

19、量2PPm的粗氬氣，粗氬塔的頂部裝有冷凝蒸發(fā)器，以過冷器后引出的液空經(jīng)節(jié)流后送入其中作為冷源，絕大部分的粗氬氣經(jīng)冷凝蒸發(fā)器冷凝后作為粗氬塔的回流液。其余部分由粗氬塔頂部引出（含氧量2PPm的粗氬）并送入精氬塔，精氬塔的底部裝有一臺蒸發(fā)器，以下塔底部引出的中壓氮?dú)庾鳠嵩词挂簹逭舭l(fā), 同時氮?dú)獗灰夯?。在精氬塔的頂部裝有冷凝器，以精氬蒸發(fā)器引出的液氮作為冷源，使絕大部分上升氣體冷凝作為精氬塔的回流液，經(jīng)過精氬塔的精餾, 在精氬塔底部得到的99.999Ar精液氬，引出冷箱作為產(chǎn)品液氬。,38,制氧工藝流程,產(chǎn)品分配 氣態(tài)氧氣：氣氧以約20KPa(G)的壓力從冷箱送出，經(jīng)氧氣壓縮機(jī) 組壓縮后供用戶。 氣

20、態(tài)氮?dú)猓簹獾约s5KPa(G)的壓力從冷箱送出，經(jīng)氮?dú)鈮嚎s機(jī) 組壓縮后供用戶。 污氮：污氮出冷箱壓力約13KPa(G)。從冷箱送出用于分子篩吸 附器的再生, 液態(tài)氧：液氧通過冷箱送出，進(jìn)入液氧貯槽。 液態(tài)氮：液氮通過冷箱送出，進(jìn)入液氮貯槽。 液態(tài)氬：液氬通過冷箱輸出，進(jìn)入液氬貯槽。,39,空氣壓縮機(jī) H8206.6/0.97-1型離心式空氣壓縮機(jī) （開封） 3MSGEP-16/15型離心式空氣壓縮機(jī)（庫伯） C250MX3型離心式空氣壓機(jī)（英格索蘭） 空分裝置 KDONAr-6000/6000-2型空氣分離設(shè)備 （開封） KDONAr-10000/10000/350空氣分離設(shè)備 （川空） 產(chǎn)品

21、壓縮機(jī) 2TYS100+2TYS76型氧氣透平壓縮機(jī)(杭氧) 3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機(jī) (杭氧) 3TYS89+2TYS60型氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī)(杭氧) 90MX5N2型氮?dú)鈮嚎s機(jī) (英格索蘭) 其他配套設(shè)備 電儀、水泵、冷水機(jī)組、空氣冷卻塔、水冷塔、分子篩、液體儲槽、氣體球罐等。,制氧設(shè)備,40,制氧設(shè)備（自潔式空氣過濾）器,由高效過濾筒、文氏管、自潔噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室和出風(fēng)口、框架等組成。 過濾過程：在壓縮機(jī)吸氣負(fù)壓作用下，吸入周圍的環(huán)境空氣，當(dāng)空氣穿過高效過濾筒時，粉塵由于重力、靜電、接觸被阻留在濾筒外表面，凈化空氣進(jìn)入凈氣室然后由出風(fēng)管送出至空氣壓縮機(jī)進(jìn)口。

22、 （除塵過濾，去除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)）,41,制氧設(shè)備（空氣壓縮機(jī)）,原理：空氣通過壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)流進(jìn)第一級壓縮，葉輪將速度傳給氣體，然后氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器將速度轉(zhuǎn)化為壓力能，中間冷卻器將壓縮過程中產(chǎn)生的熱量帶走，從而提高壓縮效率，氣體在流動的低速區(qū)通過水氣分離器除去冷凝水進(jìn)入下一級，直到壓縮機(jī)氣體達(dá)到了所要求的工作壓力。 用來提高空氣的壓力和輸送氣體，已滿足空分裝置壓力需求。由電機(jī)驅(qū)動，三級離心式空氣壓縮機(jī)組。壓縮機(jī)和電機(jī)由聯(lián)軸器連接，整臺機(jī)組包括冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，油潤滑系統(tǒng)及其它輔助設(shè)備組成。 （對氣體作功，提高能量、具備制冷能力 ）,42,制氧設(shè)備氮水預(yù)冷系統(tǒng),作用：保證進(jìn)分子篩純化器的加工空

23、氣的工藝要 求溫度。實現(xiàn)空氣的等溫壓縮，增大等溫效率、降低 空氣進(jìn)主換熱器的溫度、使純化條件工作在最佳狀態(tài)。 有的流程在空氣壓縮機(jī)后只設(shè)末端冷卻器，而不設(shè)置氮、 水預(yù)冷器。但在應(yīng)用板翅式換熱器作為切換式換熱器及主 換熱器的流程中，應(yīng)用氮水預(yù)冷器除加工空氣預(yù)冷外，在 空冷塔中，噴淋的冷卻水還能吸收空氣中的二氧化碳、硫 化氫等雜質(zhì)，從而保護(hù)板翅式鋁制換熱器不被腐蝕。 主要由空冷塔、水冷塔、常溫水泵、冷凍泵、冷水機(jī)組 等組成?？绽渌豪盟蜌獾臏夭?，采用直接接觸的方 式，對空氣進(jìn)氣洗滌，同時降低空氣的溫度（空壓機(jī)末級 冷卻器與空冷塔合二為一 ）水冷塔：利用返流污氮?dú)獾暮?水不飽和度，直接和水接觸，

24、使部分水蒸發(fā)，吸收汽化潛 熱，使水溫降低。 優(yōu) 點(diǎn)：保證冷量充足（膨脹量可減少）；減少主換熱器 的熱負(fù)荷；減低空氣的飽和含水量，減輕純化系統(tǒng)的工作 負(fù)荷；溫度越低，工況越穩(wěn)定。,43,制氧設(shè)備（分子篩）,空氣是多組分組成，除氧氣、氮?dú)獾葰怏w組分外，還有水蒸汽、二氧化碳、乙炔及少量的灰塵等歸體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)隨空氣進(jìn)入空壓機(jī)與空氣分離裝置中會到來較大危害，固體雜質(zhì)會磨損空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，堵塞冷卻器，降低冷卻效果；水蒸氣和二氧化碳在空氣冷卻過程中會凍結(jié)析出，將堵塞設(shè)備及氣體管道，致使空分裝置無法生產(chǎn)；乙炔進(jìn)入空分裝置后會導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，所以為了保證制氧機(jī)的安全運(yùn)行，清除這些雜質(zhì)是非常有必要的。 分

25、子篩吸附器為臥式雙層床結(jié)構(gòu)（立式），下層為活性氧化鋁，上層為分子篩，兩只吸附器切換工作。 利用固體吸附劑對氣體混合物中多組分吸附能力的差異進(jìn)行的。（當(dāng)氣體與吸附劑相接觸時，在吸附劑表面或內(nèi)部發(fā)生容納氣體的現(xiàn)象 ） 吸附能力及吸附順序為：,44,制氧設(shè)備（換熱器）,主換熱器 其主要作用是使加工空氣與返 流氣、氮?dú)夂臀鄣獡Q熱，使之冷卻 到液化溫度，達(dá)到液化，進(jìn)入精餾 塔下塔底，作為原料。 回收冷量，實現(xiàn)能量傳遞，提高 經(jīng)濟(jì)性，為低溫操作創(chuàng)造條件。增 加液體過冷度，減少節(jié)流后的氣化 率，(節(jié)流前溫度越低，溫降越大 ) 此種換熱器設(shè)置在中壓小型制氧 機(jī)及帶分子篩純化器的全低壓制氧 機(jī)中。,45,制氧設(shè)

26、備（換熱器）,冷凝蒸發(fā)器 它是精餾所必需的換熱設(shè)備，是聯(lián)系上、 下塔的紐帶。 其中上塔的液氧和下塔的氣氮換熱，液 氧蒸發(fā)一部分作為產(chǎn)品，另一部分為上塔提 供上升蒸氣，氣氮冷凝為上、下塔提供回流 液。 就其結(jié)構(gòu)來分，可分為板翅式、管式兩 種，而管式又分為長管式、短管式、盤管式。 短管式用于中壓小型制氧機(jī)，因其傳熱系 數(shù)較低，所以需要取較大的主冷溫差， 長管式、板式用于中、大型全低壓制氧機(jī)。 為強(qiáng)化傳熱液氧在管內(nèi)沸騰，氣氮在管間冷 凝。結(jié)構(gòu)緊湊的高效換熱器正在逐漸取代管 式換熱器。因其綜合傳熱系數(shù)高，在全低壓 流程中的主冷溫差取得較小， 正如精餾章所述，主冷溫差還直接影響?zhàn)s 塔的壓力，決定了全低壓

27、流程操作壓力。,46,制氧設(shè)備（換熱器）,過冷器 過冷器的作用是使從下塔來的液空、純液 氮、污液氮和從上塔抽出的產(chǎn)品液氧過冷液空、 純液氮、污液氮過冷，可以減少節(jié)流氣化率， 提高上塔回流比，改善上塔的精餾工況。 常見有液空過冷器、液氮過冷器（純液氮、 污液氮）、液氧過冷器。 產(chǎn)品液氧過冷可以回收了從上塔出來的純 氮?dú)?、污氮?dú)獾睦淞浚虼?，高壓、中壓、?低壓流程中均采用。尤其是全低壓切換式換熱 器流程，由于污氮?dú)獾牟糠掷淞勘贿^冷器回收 了，提高了污氮入切換式換熱器冷端的溫度， 縮小了冷端溫差，有利于自清除。 過冷器回收的冷量由液空、液氮帶回了上 塔，也就是減少了加工空氣帶入下塔的冷量， 空氣帶

28、入下塔的能量（焓值）升高，使冷凝蒸 發(fā)器的熱負(fù)荷增加，對上塔的精餾有利。 過冷器客觀上起到了上、下塔冷量分配的作 用。,47,制氧設(shè)備(膨脹機(jī)）,在低溫法制氧裝置中膨脹機(jī)是十分關(guān)鍵的機(jī)組。因為在啟動制氧時需要膨脹機(jī)提供大量的冷量使空氣液化，而在正常運(yùn)行時，也要依靠膨脹機(jī)制冷以補(bǔ)償冷損失。 氣體在膨脹過程中，有外功輸出，膨脹后氣體內(nèi)位能增大， 需要消耗能量，這些能量需要用動能補(bǔ)償，故氣體溫度降低 。（維持冷量平衡 、液化空氣。） 該系統(tǒng)主要由兩臺增壓透平膨脹機(jī)，兩臺增壓機(jī)后冷卻器，兩臺供油裝置等組成。（增壓型、反動式、可調(diào)噴嘴） 透平膨脹機(jī)按壓力分，可分為低壓、中壓和高壓。低壓透平膨脹機(jī)壓力按膨

29、脹機(jī)的容量來分：有大、中、小及微型。 型式：膨脹機(jī)：臥式、單級、向心、徑軸流、 反作用式 增壓機(jī)：單級、離心式 PLPK-146.7/7.98-0.39型膨脹機(jī) PLPK-91.7/7.2-0.5型膨脹機(jī),48,制氧設(shè)備（下塔、主冷凝蒸發(fā)器、上塔）,氧、氮精餾 加工空氣經(jīng)下塔的精餾，在頂部獲得氮?dú)猓恍〔糠肿鳛闊嵩吹郊儦逅?，其余?jīng)主冷凝蒸發(fā)器冷凝。由主冷凝蒸發(fā)器冷凝的液體一部分做為下塔的回流液，一部分經(jīng)過冷器過冷后，經(jīng)節(jié)流后作為上塔回流液送至上塔頂部。在下塔底部得到富氧液空，經(jīng)過冷器過冷后，節(jié)流至上塔中部參與精餾。 經(jīng)上塔的精餾，在頂部得到產(chǎn)品氮?dú)?，在上部得到污氮?dú)狻５獨(dú)饧拔鄣獨(dú)饨?jīng)過冷器，

30、主熱交換器組復(fù)熱。復(fù)熱后氮?dú)獬徊糠炙屯芫W(wǎng)（氮壓機(jī)），其余入水冷塔制冷；而污氮?dú)獬徊糠钟米髟偕鷼庥脷馔猓溆嘁策M(jìn)入水冷塔制冷。在上塔底部得到氧氣，經(jīng)膨脹后換熱器、主換熱器組復(fù)熱后去管網(wǎng)（氧壓機(jī)）。 液氧從主冷凝蒸發(fā)器底部抽出，去液體貯存系統(tǒng)。,49,制氧設(shè)備(氬塔）,氬的提純 氬的提取采用全精餾制氬的最新技術(shù)，為了制 氬，從分餾塔上塔下部的適當(dāng)位置引出一股氬餾份 氣送入粗氬塔進(jìn)行精餾，使氧的含量降低；粗氬 塔的回流液體是由粗氬塔底部引出經(jīng)液體泵輸 送來的液態(tài)粗氬。從粗氬塔頂部引出的氣體進(jìn)入 粗氬塔并在其中進(jìn)行深度氬氧分離，經(jīng)過粗氬塔 的精餾，在粗氬塔的頂部得到含氧量2PPm 的粗氬氣，粗氬

31、塔的頂部裝有冷凝蒸發(fā)器，以過 冷器后引出的液空經(jīng)節(jié)流后送入其中作為冷源，絕 大部分的粗氬氣經(jīng)冷凝蒸發(fā)器冷凝后作為粗氬塔的 回流液。其余部分由粗氬塔頂部引出（含氧量 2PPm的粗氬）并送入精氬塔，精氬塔的底部裝 有一臺蒸發(fā)器，以下塔底部引出的中壓氮?dú)庾鳠嵩?使液氬蒸發(fā), 同時氮?dú)獗灰夯?。在精氬塔的頂部裝 有冷凝器，以精氬蒸發(fā)器引出的液氮作為冷源，使 絕大部分上升氣體冷凝作為精氬塔的回流液，經(jīng)過 精氬塔的精餾, 在精氬塔底部得到的99.999Ar精 液氬，引出冷箱作為產(chǎn)品液氬。,50,對氣體（氧、氮）作功，提高壓力，滿足用戶需求。 2TYS100+2TYS76型氧氣透平壓縮機(jī)機(jī) 型式：雙缸、8級壓

32、縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機(jī)4級 高壓壓縮機(jī)4級 中間冷卻器：水冷、列管式、臥式3臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 調(diào)節(jié)范圍：75-100% 流量：16000N m3/h(0，101.3KPa) 進(jìn)氣壓力：15KPa(G) 排氣壓力：3.0MPa(G) 進(jìn)氣溫度：25 排氣溫度：40 大氣壓力：83KPa 冷卻水溫度：30 軸功率：3373KW 電機(jī)型式：異步感應(yīng)電動機(jī) 額定輸出功率：3700KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機(jī)),51,增速機(jī)：型號:PC450-4300/4.206型 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機(jī) 傳遞功率：4300KW 轉(zhuǎn)速：2990/12849 rp

33、m 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)： 臨界轉(zhuǎn)速：低壓壓縮機(jī)：ncr1=4000-4500rpm ncr2=17000-18000rpm 低壓壓縮機(jī)：ncr1=5100rpm ncr2=17000rpm 軸振動： 低壓壓縮機(jī)：32m 高壓壓縮機(jī)：32m,2TYS100+2TYS76氧氣透平壓縮機(jī),制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機(jī)),52,3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機(jī),型式：雙缸、10級壓縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機(jī)（T2YS11Z）：6級 高壓壓縮機(jī)（T2YS12Z）：4級 中間冷卻器: 水冷、列管式、臥式4臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 流量：10000N m3/h 進(jìn)氣壓力：15KPa(G)

34、 排氣壓力：3.0MPa(G) 進(jìn)氣溫度：25 排氣溫度：40 大氣壓力：82KPa 冷卻水溫度：32 軸功率：2130KW 原動機(jī)型式：異步感應(yīng)電動機(jī) 額定輸出功率：2500KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機(jī)),53,低壓壓縮機(jī)增速機(jī)：型號:PC300-2800/4.2 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機(jī) 傳遞功率：2800KW 轉(zhuǎn)速：2988/12792 rpm 高壓壓縮機(jī)增速機(jī)：型號:PC160-600/1.2型 型式：平行軸單斜齒齒輪增速機(jī) 傳遞功率：600KW轉(zhuǎn)速：12792/14895 rpm 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)： 臨界轉(zhuǎn)速：低壓壓縮機(jī)：ncr110776rpm ncr21487

35、0rpm 低壓壓縮機(jī)：ncr112547rpm ncr217315rpm 軸振動： 低壓壓縮機(jī)：38.5m 高壓壓縮機(jī)：35.5m,3TYS78+2TYS56型氧氣透平壓縮機(jī),制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機(jī)),54,3TYS89+2TYS60型氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī),型式：雙缸、10級壓縮、水平剖分式 級數(shù)：低壓壓縮機(jī)：6級 高壓壓縮機(jī)：4級 中間冷卻器：水冷、列管式、臥式4臺 末端冷卻器：水冷、列管式、臥式1臺 調(diào)節(jié)范圍：75-100% 流量：12000N m3/h(0，101.3KPa) 進(jìn)氣壓力：10KPa(G) 排氣壓力：2.8MPa(G) 進(jìn)氣溫度：25 排氣溫度：45 大氣壓力：83KPa 冷卻水溫度：32 軸功率：24604%KW 原動機(jī)型式：異步感應(yīng)電動機(jī) 額定輸出功率：2900KW 電壓：6000V,制氧設(shè)備(產(chǎn)品氧氮壓縮機(jī)),55,低壓壓縮機(jī)增速機(jī)：型號:PC360-3700/3