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空分工艺流程精要.ppt

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目 录 一、概述 1、空分的含义 2、空分行业介绍 3、空气分离的方法 4、空分设备的应用 二、我公司配套的空分装置的流程和特点 1、装置的流程 2、装置的性能参数 3、按流程的顺序分别介绍各个系统 三、空分设备的安全规定及一些事故案例 四、空分装置的施工 一、概述 空分行业介绍 1949年,全国只有进口的小空分设备89套,总容量只有3415m3/h。 1953年底,哈尔滨第一机械厂首次试制成功了两套30m3/h空分设备。杭氧从1955年试制空分设备,1956年起形成批量生产。至2000年底全国共生产空分设备130多种规格,8339套,其中1000m3/h以上的大中空分设备580套。全国空分生产氧的能力达277万m3/h。最近几年的空分设备大型化发展更加迅猛。我国的中大型空分设备发展至今,期间经历了六代变革: 第一代:铝带蓄冷器型; 第二代:石头蓄冷器型; 第三代:可逆式切换板翅换热器型; 第四代:常温分子筛吸附型; 第五代:分子筛吸附+增压透平膨胀机型; 第六代:规整填料塔+无氢制氩型 。 目前世界上最大的空分设备是法液空供加拿大长湖化工项目配套的113880m3/h,我国现在已具备生产60000m3/h等级大型空分设备的能力。 空气分离的方法 空气中的主要成分是氧气、氮气、氩气、二氧化碳以及一些其它气体和杂质。它们在空气中分别以分子的状态存在, 数目非常多,并且永不停息地作无规则的运动,均匀地相互搀混在一起,要将它们分开,目前主要有三种方法:低温法、吸附法、膜分离法。空气中主要组分的性质如下: 1、低温法: 原理:是根据空气中各组分的沸点不同,经加压、预冷、纯化、并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化,再进行精馏,从而获得所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了. 多次的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。 2、吸附法: 原理:利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点,有的分子筛(如5A、13X等)对氮具有较强的吸附性能,让氧分子通过,可得到较高纯度的氧气;有的分子筛(碳分子筛等)对氧具有较强的吸附性能,让氮分子通过,可得到较高纯度的氮气,从而实现空气的分离。但吸附法目前的氧气纯度只有93%左右。 3、膜分离法: 原理:它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性,当空气通过薄膜或中空纤维膜时,氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-5倍,从而实现氧、氮的分离 。膜分离的富氧浓度只能达到28~35%O2 。 目前应用较多的是低温法(又叫深度冷冻法)。它的优点:生产量大,产品纯度高,电耗低且可得到液态产品,故应用广泛。 空分设备的应用 一、钢铁行业:高炉炼铁的富氧粉煤送风、转炉氧气顶吹、电炉富氧炼钢;氩气参与炼钢冶炼。 二、有色金属富氧冶炼; 三、机械工业,金属焊接等; 四、石化工业,塑料,化纤合成,保护气; 五、化肥工业合成氨用氮,造气用氧; 六、煤气化工程造气用氧; 七、国防工业:氢氧发动机、火箭燃料、液氧炸药; 八、浮法玻璃锡池氮气保护; 九、低温工程,航天工业; 十、医用氧,氮气保鲜,半导体等. 二、我公司配套的空分装置的流程和特点 我公司采用的空分装置特点 本界区空分装置共三期六套,其中主精馏塔由杭州杭氧股份公司制造,单套空分装置制氧能力48,000Nm3/h,制氮能力80000Nm3/h,同时副产工厂空气、仪表空气、液氮和液氧。 本装置生产的纯度为99.8%的氧气主要供下游气化装置使用,作为气化炉的原料气参加反应; 纯度为99.99%的氮气供下游工艺生产使用,作为保护气和吹扫用气; 副产的工厂空气、仪表空气供所有化工区各分厂和正常生产动力车间生产装置使用,作为仪表气源和吹扫用气。 装置的流程形式 我们的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀空气进下塔的内压缩流程。 空分装置流程主要分外压缩、内压缩 外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至用户所需要的压力等级。 内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩,然后换热汽化的一种流程形式。 内压缩流程分类 内压缩流程的形式比较多,根据流程形式大致分为三种: 1、单泵、双(多)泵内压缩流程。 2

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