空分工艺流程简介.ppt

空分流程简介,和远气体技术中心,运行部技术培训第二讲,1,和远气体技术中心,一、流程简介,净化系统,压缩系统,纯化系统,冷却系统,膨胀系统,分馏系统,储存、汽化系统,压送、用气系统,气态产品,液态产品,空气分离基本系统,其它系统,安全防爆系统,加温解冻系统,仪表自控系统,电控系统,空分装置不仅要产量和纯度达标，还要关注很多指标如：单位能耗、提取率、启动时间、运转周期、加温解冻时间、安全、稳定等。综合评定=性能+寿命+可靠性+安全性+经济性+成套性+人机关系+服务性。因此，以上每个系统都起着不可替代不可或缺的作用。以下，我们分别介绍各自的作用和使用中常见注意事项。,2,3,和远气体技术中心,一、流程简介,什么是单位能耗？,什么是氧提取率？,空分消耗的能源主要是电能，因此，空分的单位能耗通常用生产1m（标准状态）主要产品所消耗的电能（kWh）来衡量，即kWh/m。所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅助产品，可以不算进去（若要算还需考虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产品是液体；兴发基地主要产品是氮气。,提取率以氧产品中的总氧量与进塔空气中的总氧量之比来表示。,从上式可以看出，对于一定的地点，空气中含氧量基本不变，当进塔空气量和产品氧纯度一定时，氧提取率的高低取决于氧产量的多少。而氧产量的多少，对于全低压空分装置进气量一定时，主要取决于污氮含氧量的高低。,以4500空分装置为例，当进塔空气量为18000m/h，氧产量4500m/h，氧纯度为99.6%，那么氧的提取率？,和远气体技术中心,二、净化系统,固体杂质,水蒸气及二氧化碳,乙炔及碳氢化合物,空气过滤器,分子筛纯化器,分子筛纯化器,磨损空压机，堵塞冷却器,堵塞低温设备及气体管道,聚集导致爆炸,空气中的杂质,危,害,净化,由于空分设备是在低温下工作的，被冻结下来的水份和二氧化碳沉积在低温换热器、膨胀机或精馏塔内，就会阻塞通道、管路、阀门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧中有爆炸的危险。灰尘会磨损机械。因此，为保证空分安全可靠运行，必须设置专门的净化设备。,4,和远气体技术中心,二、净化系统,净化系统主要由自洁式空气过滤器、纯化器组成。前者原理为过滤除尘，后者原理为吸附法除水蒸气、二氧化碳、碳氢化合物。具体的原理及操作，我们以后再讲，这里强调一下日常我们所要关注的内容。,1、流量（处理能力）：选加工空气量的两倍；2、压力损失；3、除尘效率；4、寿命,自洁式空气过滤器主要关注以下内容：,纯化器主要关注：,1、温度2、压力3、出纯化器后空气露点4、出纯化器二氧化碳含量,5,和远气体技术中心,三、压缩系统,电机,压缩机头,润滑系统,冷却系统,电控、仪表系统,压缩系统,压缩系统将空气压缩到一定压力，为节流或膨胀产生冷量，为气体液化做准备。压缩系统耗电是空分系统耗能主要来源，无论从安全还是能耗角度来看，压缩系统地位都尤为突出突出，是制冷液化系统的心脏！,带动压缩机,压缩空气,润滑压缩机和电机轴承,冷却润滑油和压缩空气,控制、检测运行,输入、输出功率，性能系数，启动电流、运转电流、电压波动、频率，噪音等。,6,ZH-15000循环空压机,15000原料机,10000原料机,全通一期压缩机系统,压缩机常用的有活塞式压缩机、离心式压缩机、螺杆压缩机。以下主要比较活塞式压缩机与离心式压缩机优缺点：,和远气体技术中心,三、压缩系统,1、活塞式压缩机从低压到超高压，适用范围广；效率高，排量范围广；2、排气不稳定，脉动大；结构复杂，易损件多；活塞油润滑，导致空气带油。,压缩机应用实况,1、转速高，处理气量大，体积质量相对较小；结构简单；排气平稳，不受润滑油污染；2、气量小的时侯效率低,7,和远气体技术中心,四、冷却系统,凉水塔,压缩机中间冷却器,润滑油油冷却器,空、水冷塔,压缩机后冷器,回热器,实现空气的等温压缩,降低空气进主换热器温度,使纯化器工作在最佳状态,危害？,冷却系统还有其他作用，如冷却油保证润滑油在正常温度下工作，润滑油可以润滑轴避免轴超温。保证气温、油温等稳定在设计范围内，从而维持设备稳定高效运行。,换热器换热效果受那些因素影响？,8,和远气体技术中心,四、冷却系统,要注意水冷塔液位，液位太低换热效果不好，液位太高可能导致水分进入污氮管道。开机时，须先通气后开空水冷塔进水，防止压力突变将太多水带入空气管道；关注压力须较稳定；关注冷却效果；预冷系统效果将影响到纯化系统乃至整个空分系统的安全、稳定、效率。,利用来自冷箱内污氮、氮气含水的不饱和性吸收蒸发潜热使循环水降温；,污氮预冷水冷塔,换热效果,换热温差,换热系数,换热器材料结构,换热器是否结垢、阻塞,流体流动速度、流向,换热介质,水冷塔,空冷塔,9,和远气体技术中心,四、冷却系统,冷箱内换热系统,主换热器,冷凝蒸发器,过冷器,是上塔底部液氧汽化、下塔顶部氮气液化，冷量自上塔传至下塔,回收返流气体的冷量,将空气冷却到所需状态,过冷去上塔夜空、液氮，减小节流气化率，增加回流液。,饱和状态，节流压力降低，饱和温度降低，节流降温可能达不到饱和温度降低，就会有部分液体气化，因而，利用上塔污氮或氮气使液空液氮过冷。,作用,阻力,温度及差值,10,和远气体技术中心,五、分馏系统,分离气体,分馏塔,换热系统,膨胀系统,能量传递,维持冷量平衡、液化气体,作用,分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔属一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实现空气的液化、分离与气体的冷却与复热这一目的，并通过管道上的控制阀门来调节和控制气体与液体的流向和分配，使之最有效的工作。,阀门、管道,有机连接各部件、控制流向与分配,11,