空气分离的方法和原理空分的含义.ppt

空压机组 空压机组 离心式压缩机是利用装于轴上带有工作轮的叶片在原动机的带动下做高速旋转运动，叶轮对气体做功，使气体获得动能，然后气体在扩压器中速度下降，动能转变为静压能，压力得到进一步提高的过程。 汽轮机的工作原理：利用高温高压蒸气进入喷嘴静叶栅中蒸气内能减少，动能增加，获得了很大的流速，蒸气的温度压力下降，高速气流冲击动叶片，使叶轮旋转，蒸气的热能又转化为转子的机械能，同时蒸气的温度压力下降。空气经自洁式过滤器过滤其中的机械杂质、灰尘等，然后进入原料空气压缩机经过四级压缩后，送至空气冷却塔冷却。 空压机组 来自分子筛纯化器的空气进入循环增压机，经三级压缩之后的空气一部分抽出送到膨胀机的增压端，另一部分进入增压机二段，继续压缩后在高压板式换热器与返流介质换热后进入下塔。 空气预冷系统 空冷、水冷塔 空气冷却塔 作用：用来降低进分子筛吸附器的空气温度与含水量，把空压机出来的高温气体（116℃）冷却到17℃并使气体得到洗涤； 使用方式：空气从空冷塔下部进入，在填料表面与自上而下流过的冷却水和常温水进行热质交换，使空气冷却并洗除空气中的一些有害杂质 空气预冷系统 压缩后的高温空气进入空气冷却塔下部，由下向上穿过空气冷却塔中的传热传质单元，依次与常温水和和冷却水进行逆流接触而进行传热传质以达到冷却空气的目的，并除去大部分水溶性有害物质如NH3．SO2等。 水冷塔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；通过低温水泵加压送入空冷塔上部对空气进行冷却，空冷塔和水冷塔为堆散填料塔，水泵为多级卧式离心泵。 分子筛纯化系统 分子筛吸附器 作用：吸附空气中水分、乙炔、CO2等碳氢化合物。 结构：卧式圆筒体，内设支承栅架。 使用方式：由于分子筛的吸附特性将空气中的水份、乙炔、 CO2等吸附，后被高温气体反向再生。分子筛吸附器成对交替使用，一只工作时，另一只被再生。 分子筛纯化系统 空气由多组分组成，除氧气、氮气等气体组分外，还有水蒸汽、二氧化碳、乙炔及少量的灰尘等归体杂质。这些杂质随空气进入空压机与空气分离装置中会到来较大危害，固体杂质会磨损空压机运转部件，堵塞冷却器，降低冷却效果；水蒸气和二氧化碳在空气冷却过程中会冻结析出，将堵塞设备及气体管道，致使空分装置无法生产；乙炔进入空分装置后会导致爆炸事故的发生，所以为了保证制氧机的安全运行，清除这些杂质是非常有必要的。 分子筛吸附原理： 经空冷塔冷却后的空气一般在１８℃左右进入吸附器内吸附纯化。水分乙炔、二氧化碳都是极性或不饱和分子。分子筛对它们都有很强的亲和力。分子筛的共吸附性能使它可以在吸水的同时还可以吸附其它 分子筛纯化系统 　物质，这种亲和力的顺序是：H2O C2H2 CO2。 分子筛吸附系统采用长周期，双层床净化技术，切换系统采用无冲击切换控制技术，其作用是吸附空气中的水份、二氧化碳、乙炔、丙稀、丙烷、重烃等杂质。分子筛吸附器采用双层床结构，底层活性氧化铝床层可有效地保护分子筛，延长分子筛使用寿命，同时采用双层床也使吸附器再生阻力下降，再生温度降低，节约了再生能耗。 增压透平膨胀机 膨胀机 作用：膨胀机是空分设备的心脏部机之一，由气体在膨胀机中等熵膨胀而制取冷量，正常生产中为系统补充冷损。 工作原理： 工质在透平膨胀机的通流部分膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。 增压透平膨胀机 空气精馏系统 　空气的精馏过程： 利用氧、氮的沸点不同，混合液体吸收上升蒸汽的热量而部分蒸发，沸点较低的氮较多的蒸发，而上升蒸汽在放出热量而部分冷凝，沸点较高的氧较多的冷凝，这样蒸气中的氮浓度越来超高，液体中的氧浓度也越来越高， 这样通过多次的部分蒸发与部分冷凝来完成整个精馏过程，从而将空气中的氧和氮分离开来。 分馏塔系统是空分装置的核心系统，其作用是利用低温精馏法将原料空气分离为氧、氮产品。分馏塔系统采用规整填料塔技术，具有氧提取率高，能耗低，下塔采用专用于大型空分设备的四溢流塔板技术流程，设置增加粗氩增效塔，提高空分氧提取率，减少原料空压机的排量，降低能耗。 空气精馏系统 采用全浸式操作方式，不会产生干蒸发，使单元内部液氧中碳氢化合物不浓缩。当液氧操作液位低于主冷凝蒸发器板式单元高度的80%时，报警系统立即报警。 采用截距较大的翅片，使液氧流动更通畅不易堵塞通道，并降低微小颗粒所产生的静电，从结构上根本解决了主冷内部的安全防爆问题。在液氧侧设有接地保护装置。 在整个液氧大池中，保持液氧侧较高的循环倍率，并通过加大液氧排放量使液氧底部不会出现易燃化合物的凝结。 空分系统流程图 蒸汽 空冷塔 膨胀机 汽轮机 过冷器 上塔 增效塔 主冷 压力氮气去压缩机 分子筛 高压氧气 污氮气去水冷塔 粗氩气 污氮气