[拼音]：kongqi fenli shebei

[外文]：air separation plant

將空氣液化、精餾、最終分離成為氧、氮和其他有用氣體的氣體分離設(shè)備，簡稱空分設(shè)備。它的最低工作溫度為 77K?？諝馐菤怏w的混合物，干燥空氣的組成見表1。

簡史

空氣曾被稱為“永久氣體”。到19世紀末，人們發(fā)現(xiàn)在深低溫下空氣也能液化，并因氧、氮沸點不同，可以從液化空氣中分離出氧氣和氮氣。第一臺商品化的制氧機于1903年制成，它最初只是用于金屬的氣焊和切割。30年代末，氮肥工業(yè)需要氮氣，制氧機發(fā)展到能同時生產(chǎn)氧氣和氮氣，改稱空氣分離設(shè)備。到50年代，由于吹氧煉鋼和高爐鼓風(fēng)工藝的推廣應(yīng)用以及氮肥工業(yè)的迅速發(fā)展，空氣分離設(shè)備向大型化發(fā)展，并應(yīng)用了近代的科研成果，如采用透平壓縮機、透平膨脹機、板翅式換熱器、微型計算機和分子篩吸附器等設(shè)備之后，空氣分離設(shè)備不斷得到改進和完善，設(shè)備中的空氣壓力從高壓（20兆帕）降到低壓（小于1兆帕），單位產(chǎn)品的電耗也逐漸下降（每立方米氧的電耗從1.5降至0.6千瓦?小時）。現(xiàn)代空氣分離設(shè)備能生產(chǎn)各種容量、不同純度的氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)品，也能制造超高純度的氧和氮（如含氧99.998％和含氮99.9995％）?？諝夥蛛x設(shè)備還能根據(jù)用戶的需要，通過電子計算機的控制，隨時增減產(chǎn)品的數(shù)量，達到經(jīng)濟用氧的目的。到80年代，大型空氣分離設(shè)備的氧氣生產(chǎn)能力已達到70000米³ ／時；空氣壓力下降到0.36兆帕；連續(xù)運轉(zhuǎn)周期可達2年以上。

分類

空氣分離設(shè)備是由多種機械和設(shè)備組成的成套設(shè)備，常按空氣壓力來分類。常用的有高壓、中壓和低壓3種（表2）。

選擇設(shè)備類型時應(yīng)考慮產(chǎn)品種類、容量和純度的要求，以及電耗、安全連續(xù)運轉(zhuǎn)周期等因素。

低壓設(shè)備由于電耗低、連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長、經(jīng)濟效益高，被廣泛采用。

低壓空氣分離設(shè)備

圖1是低壓空氣分離設(shè)備簡圖。整個設(shè)備由空氣壓縮系統(tǒng)、雜質(zhì)凈化和換熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和液化精餾 4個主要系統(tǒng)組成。相應(yīng)的機械設(shè)備有空氣透平壓縮機、空氣冷卻塔、透平膨脹機和分餾塔等。低壓空氣分離設(shè)備的工作原理(圖2)建立在液化循環(huán)和精餾理論基礎(chǔ)上。進入的空氣先經(jīng)空氣過濾器，而后由透平壓縮機、空氣冷卻塔壓縮和冷卻到壓力為0.5兆帕、溫度為303K左右，再進入切換式換熱器(E1、E2)。兩換熱器能清除空氣中的水和二氧化碳，并進行熱交換，把空氣冷卻到接近液化溫度(101K)后送入下塔，從下塔抽出一部分空氣送到換熱器(E2)加熱。加熱的空氣與下塔來的少量冷空氣匯合后進入透平膨脹機絕熱膨脹，產(chǎn)生需要的冷量，然后被送往上塔精餾。余下的空氣在下塔初步精餾。在底部得到含氧38％的液化空氣，在下塔的頂部得到含氮 99.99％的純液氮，在中部獲得含氮約95％的污液氮。液化空氣、純液氮、污液氮分別從下塔抽出通過節(jié)流閥減壓到約0.05兆帕，送入上塔作回流液，在此進行第二次深低溫精餾，在上塔底部得到含氧99.6～99.8％的高純度氧氣，流經(jīng)換熱器(E4、E2、E1)與空氣進行熱交換，升溫到大氣溫度后排出塔外。在上塔頂部獲得含氮99.999％的高純度氮氣，在上塔中部得到含氮約96％的污氮，均經(jīng)換熱器(E3、E4、E2、E1)復(fù)熱到大氣溫度后排出裝置。位于上、下塔之間的冷凝蒸發(fā)器也是一種換熱器，它的功用是通過換熱，將上塔底部的液氧蒸發(fā)，而將下塔的氣氮冷凝，故稱冷凝蒸發(fā)器。液氧蒸發(fā)后一部分作為產(chǎn)品輸出，其余部分作為上塔精餾所需的上升蒸氣。下塔冷凝的液氮，一部分送往上塔作上塔回流液，另一部分作為下塔精餾所需要的回流液。因此，冷凝蒸發(fā)器是使上、下塔能起精餾作用的不可缺少的設(shè)備之一。除上述主要設(shè)備外，冷箱內(nèi)還有吸附器，它能吸附未被凍結(jié)在換熱器(E1、E2)中的雜質(zhì)二氧化碳和易爆物質(zhì)。箱內(nèi)還設(shè)有液氧泵，使液氧循環(huán)流動和清除致爆物質(zhì)，以保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。在低溫下工作的換熱器、塔、液氧泵和透平膨脹機等都裝在填充有絕熱材料的冷箱內(nèi)，以減少冷量損失。出冷箱的產(chǎn)品氧氣和氮氣，再送往貯存系統(tǒng)和透平壓縮機內(nèi)升壓到需要的壓力后供用戶使用。

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標簽：空氣分離設(shè)備

版權(quán)聲明：本文采用知識共享 署名4.0國際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進行授權(quán)

文章名稱：《空氣分離設(shè)備》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/13096.html

該作品系作者結(jié)合建筑標準規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識整合。如若侵權(quán)請通過投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時處理。