唐山佳华KDON-11000空分培训资料汇编.ppt

唐山佳华煤化工有限公司KDON-11000/4200型空分设备;钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）； 煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电(IGCC绿色煤电) ； 化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气，例如合成氨、尿素、合成甲醇、乙烯等； 造纸：漂白剂； 国防工业：氢氧发动机、火箭燃料； 机械工业: 空分装置装置在各生产领域中起到关键作用。;举例：煤化工行业的应用 煤化工包括煤的加工、煤的气化、煤的液化等，在煤气化、煤液化、煤制油及煤基醇醚燃料的工艺过程中，需要大量的氧气，我国“煤代油”战略及相应能源政策的实施，为空分设备在煤化工领域的应用带来了机遇。 1、煤气化 在煤气化中，氧气作为气化剂参与反应，生成合成气，合成气可用于生产合成氨、甲醇等；也可以生产城市煤气，代替部分城市燃气，如焦炉煤气等；也可生产合成天然气，代替天然气。目前，煤气化方法主要用Texaco和Shell法。我国大型化工项目推行的“煤改油”计划，就是煤气化技术。煤气化技术是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术手段，是发展现代煤化工、煤造油、燃料煤气等重要工业生产的龙头。 ;2、煤液化 煤液化有煤间接液化和煤直接液化两种，即煤间接液化用费托(F.T)合成原理和煤直接液化用加氢液化原理，这两种工艺都需要配套空分设备。煤间接液化合成石油，用氧量较大；煤直接液化生产石油，氧气主要用于煤气化制氢气，工液化煤加氢气和精炼油品使用。 随着空分应用的越来越广泛，空分操作人员的需求量也随之增加，为更好的服务于生产，对空分操作人员的素质要求也将越来越高。 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;低温法任务有二： 把难于液化的气体变成液体； 把混合气体——空气用深度冷冻的办法分离成氧、氮等。 ;由热力学第一定律可以得出：q=AW+△U （进入系统的能量）—（离开系统的能量）=系统中最后增加的能量 ;对q= AW等+（i1-i2）式进行分析，可以得出三点结论。 （1）冷却水带走的热量q大于外功AW等； （2）等温压缩后空气的总能量减少，即i2i1； （3）外功及??减少的空气内能转化为热量，被冷却水带走。 空分装置中空压机的作用： l）转移空气的总能量使之减少，符合把气体转变为液体的根本要求。为节流降温创造了必不可少的条件。 2）为后面等熵膨胀及等焓节流等热力过程创造了条件，使空气的能量继续转移和减小，以达到空气液化和分离的目的。 3）补偿装置中产生的不可逆损失和各管道的阻力损失。 4）等温压缩后空气分子的平均动能未变，因此在空分装置中设置蓄冷器、换热器等，以转移空气分子的动能和位能使之液化。 ; 膨胀机是空分装置产生冷量的重要机器，它在绝热条件下工作。压缩空气进入膨胀机中的热力过程为等墒绝热过程，即理想情况下工质的熵S在膨胀过程中为定值，和外界没有热交换。;AW膨=G膨（i3-i4），（i3-i4）为单位空气等熵绝热膨胀前后内部能量的变化，压缩空气在等熵绝热膨胀过程中压力下降，体积膨胀，内能减少，所以空气的温度也相应降低。 ;在热交换器中，温度较高的热工质与温度较低的冷工质在等压下进行热量交换，交换结果使热工质把热量传给冷工质．它的温度下降而冷工质温度升高。 如果没有冷损，则冷流体得到的热量应等于热流体放出的热量；如存在跑冷损失，则冷流体能量的增加量等于热流体能量的减少量和跑冷损失之和。 ;R一进入和离开过冷器的液空数量 i1，i2一液空进入和离开过冷器的焓值 V氮一进入和离开过冷器的氮气数量 i3，i4一进出过冷器的氮的焓值 Q冷损——过冷器的冷损 ; 工质靠压力的降低进行降温一般采用节流阀，整个阀与外界绝热。节流时不作功，但节流前后温度发生变化，这种过程称为节流过程。制氧机中的液空节流阀、液氮节流阀均是这种过程。 高压工质（P1、T1、V1）节流膨胀到（P2、T2、V2），则有节流前后功的变化为： W=P1V1-P2V2 kg.m/K mol 由于节流过程中和外界没有热交换，因此这部分功必等于节流前后工质内能的增量（U2一U1） 所以U2一U1=A（P1V1-P2V2） Kcal/Kmol 得 U1+ AP1V1= U2+ AP2V2 因为U1+ AP1V1=i1，U2+ AP2V2=i2 所以i1= i2 ;i1= i2，上述的结果表明节流过程的特点。 （1）工质节流膨胀前后焓值不变，即工质总的能量不变。 （2）节流前后工质的内能发生变化，但内能与流动功Pv之和保持不变。 根据稳定流动的能量方程式可推得： CVΔT=ΔU位-A（P1V1-P2V2） 工质分子动能的减少=工质分子位能的增加 - 节流前后流动能的变化。 △U位=