2-2空气的净化.ppt

2-1 概述 什么是空气深冷液化分离装置 ? 空气中的主要成分及沸点 一、空气分离的基本过程 二、空分装置类型 三、氧气、氮气的应用 氧气的应用 ： 化学性质非常活泼 ，化学活性很强，是一种强氧化剂，用于金属的焊接及切割，广泛地应用于高炉及炼钢生产中和铁钢的熔炼过程及轧钢过程中 ，也是化肥工业上的煤汽化、重油汽化常用的汽化剂和氧化剂。 氮气的应用 ： 化学性质不活泼，可用作保护气体；无毒，最常用的安全冷却剂。 2-2 空气的净化 空气净化的目的 ? 一、机械杂质的脱除 自洁式空气过滤器优点 ： ① 具有前置过滤网，防止柳絮、树叶及废纸吸人，减轻滤桶负担， 延长其使用寿命。 ② 安装简单，只需配管、通电、通气即可工作。③ 过滤效率高。 ④ 过滤阻力小。 ⑤ 自耗小。 ⑥ 占地面积小。 ⑦ 结构简单设备质量轻。 ⑧ 部件使用寿命长。 ⑨ 防腐性能好。 ⑩ 维护工作量低。 二、水分、二氧化碳、乙炔的脱除 脱除水分、二氧化碳、乙炔的常用方法有吸附法和冻结法等。视装置不同特点，采用不同方法。 （一）空气预冷系统 位于空气压缩机和分子筛吸附系统之间，用来降低进分子筛吸附系统空气的温度及H2O(g)、CO2含量，在填料式空气冷却塔的下段，出空压机的热空气被常温的水喷淋降温，并洗涤空气中的灰尘和能溶于水的NO2、SO2、Cl2、HF等对分子筛有毒害作用的物质；在空冷塔的上段，用经污氮降温过的冷水喷淋热空气，使空气的温度降至10～20℃。 （二）分子筛吸附法 此法让空冷塔预冷后的空气，自下而上流过分子筛吸附器，空气中所含有的H2O、CO2、C2H2等杂质相继被吸附剂吸附清除。吸附器一般有两台，一台吸附时，另一台再生，两台交替使用。 优点：产品处理量大、操作简便、运转周期长和使用安全可靠 1．吸附剂 硅胶是人造硅石，是用硅酸钠与硫酸反应生成的硅酸凝胶，经脱水制成。其分子式可写为SiO2·nH2O。硅胶具有较高的化学稳定性和热稳定性，不溶于水和各种溶剂（除氢氟酸和强碱外）。按孔隙大小的不同，可分为粗、细孔两种。 2．吸附原理 吸附是利用一种多孔性固体物质去吸取气体（或液体）混合物中的某种组分，使该组分从混合物中分离出来的操作。吸附用的多孔性固体称为吸附剂，把被吸附的组分称为吸附质。吸附所用的设备称为吸附器。 通常把被吸附物含量低于3%，并且是弃之不用的吸附称为吸附净化；若被吸附物含量高于3%或虽低于3%，但被吸附物是有用而不弃去的吸附称为吸附分离。 3．吸附剂的吸附容量 吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂最多吸附的吸附质的量。 吸附容量大，吸附时间长，吸附效果好。吸附容量通常受吸附过程的温度和被吸附组分的分压力（或浓度）、气体流速、气体湿度和吸附剂再生完善程度的影响。 吸附容量随吸附质分压的增加而增大；随吸附温度的降低而增大；流速越高，吸附剂的吸附容量越小吸附效果越差。流速不仅影响吸附能力，而且影响气体的干燥程度；吸附剂再生越彻底，吸附容量就越大。分子筛对相对湿度较低的气体吸附能力较大。 4．大气中有害杂质的吸附及其影响 对分子筛有害的杂质有：二氧化硫、氧化氮、氯化氢、氯、硫化氢和氨等。这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下，会与分子筛起反应而使分子筛的晶格发生变化。它们与分子筛的反应是不可逆的，因而降低了分子筛的吸附能力。 H2S＋O2 → SO2＋H2O SO2＋O2 → SO3 SO3＋H2O → H2SO4 NO＋O2 → NO2 NO2＋H2O → HNO3 2-3 空气的液化 什么是空气的液化 ? 一、制冷的热力学基础 空气的热力学参数 2．空气的温一熵图 以空气的温度T为纵坐标，以熵S为横坐标，并将压力p、焓H及它们之间的关系，直观地表示在一张图上，这个图就称为空气的温一熵图，简称空气的T-S图。在空气的液化过程，用T-S图可表示出物系的变化过程，并可直接从图上求出温度、压力、熵和焓的变化值。 空气的T-S简图 二、空气液化时的制冷原理 工业上空气液化常用两种方法获得低温，即空气的节流膨胀和膨胀机的绝热膨胀制冷。 节流膨胀为等焓过程 ，气体经过节流膨胀后，一般温度要降低。膨胀机的绝热膨胀为等熵过程。 三、空气的液化循环 目前空气液化循环主要有两种类型：以节流为基础的液化循环；以等熵膨胀与节流相结合的液化循环。 1．以节流膨胀为基础的循环 亦称简单林德循环。节流的温降很小，制冷量也很少，所以在室温下通过节流膨胀不可能使空气液化．必须在接近液化温