空分設備預冷系統(tǒng)的主要作用和工作原理及流程有哪些？

深冷空分設備制氮的方法

空分深冷制氮的原理及特點

上塔分餾時，在液空入口以下叫做提餾段，液空入口以上叫做精餾段，提餾段實現(xiàn)氧氬分離，精餾段實現(xiàn)氧氮分離，由于氧和氬的沸點比較接近，分離難度比較大。為了保證氧的純度，在精餾段的氧一般分離不干凈，氬隨氧和氮一起逸出。如果要得到高純氮，在精餾段氬就會隨氧冷凝下來，影響氧的純度。要想既保證氧的純度又得到高純氮，就必須在精餾段抽出氬濃度較高的部分氣體。

常見的高純氮設備，若氮氣壓力高于0.5MPa，常采用低壓返流廢氣膨脹流程，若氮氣壓力小于0.25MPa，則采用低壓正流膨脹流程。壓力氮氣提取率與產品的壓力、產量和產品液體量有關，產品壓力越高，產量越少，液體產品量越大，氮的提取率就越低。反之亦然。

當小型制氧機用液氮節(jié)流閥調節(jié)液氮純度時可以發(fā)現(xiàn)，閥門在某一開度范圍內調節(jié)，對液氮的純度影響不大；而在某一位置，閥門開度變化1°～2°，就會使液氮純度發(fā)生較大的變化。也就是說，液氮節(jié)流閥的開度與液氮純度的變化并不是一個簡單的比例關系，而是調節(jié)有一較靈敏的位置。這種現(xiàn)象與下塔頂部的結構有很大關系。下塔頂部是與主冷相連，氮氣上升進入主冷的管內后冷凝成液氮下流，在主冷的下部設有液氮接液槽。液氮槽內的液氮通過液氮管節(jié)流至上塔，處于液氮槽內圈的冷凝管中冷凝的液氮將直接回流至下塔作為回流液。當液氮節(jié)流閥的開度過大，液氮槽中液面過低時，通過液氮管路的將是汽液混合物，這時，在主冷中冷凝的液氮量相應減少，下塔的回流液也減少，所以液氮純度較低。?當關小液氮節(jié)閥時，通過節(jié)流閥的蒸氣量逐漸減少，下塔回流液有所增加，液氮純度逐漸上升。當液氮節(jié)流閥關小到管內已沒有蒸氣通過，而液氮槽內的液氮還未滿到溢流的程度時，即使關小液氮節(jié)流閥也不會改變下塔回流液的多少，因此，液氮純度基本不變。當繼續(xù)關小節(jié)流閥，使流入液氮槽的液體不能全部通過節(jié)流閥，而液面上漲到有部分溢流回下塔時，下塔的回流液增多，液氮純度會有較大幅度提高。再繼續(xù)關小節(jié)流閥，由于下塔回流液繼續(xù)增加，液氮純度將繼續(xù)提高，但變化是緩慢的，不會發(fā)生突變。并且，液氮量過少，液空中氧純度過低，對上塔精餾也無益。在操作時，要經常分析液氮純度，找出每一空分設備的純度變化靈敏點相應的液氮節(jié)流閥開度。

根據不同的用途，氮產品分為工業(yè)用氣態(tài)氮、純氮和高純氮3種。

氮水預冷系統(tǒng)的檢修，較需注意的是防止氮氣窒息事故的發(fā)生。國內已發(fā)生過幾次檢修工人因氮氣窒息而死亡的教訓。在檢修時，往往同時在對裝置用氮氣進行加溫，而加溫的氮氣常會通過污氮三通閥竄入冷卻塔內，造成塔內氮濃度過高。?? ? ? ? 因此，在對裝置進行加溫前，要把空冷塔、水冷塔用盲板與裝置隔離開；要分析空冷塔、水冷塔內的氧含量。當氧含量在19%～21%之間，才允許檢修人員進入；若在含氧量低于19%的區(qū)域內工作，則必須有人監(jiān)護，并戴好隔離式面具(氧呼吸器、長管式面具等)。

空氣經空壓機末級冷卻器和氮水預冷器進入蓄冷器(或切換式換熱器)時，空氣中水蒸氣含量已達飽和狀態(tài)。此后，隨著溫度的降低，相應的飽和水蒸氣壓力在降低；每立方米空氣中的飽和水分含量在逐漸減少。例如，溫度由30℃降至-60℃時，空氣中的飽和水分含量由30.3g/m3減少至0.011g/m3。多余的水分析出在蓄冷器的填料或板翅式換熱器的翅片上。在-60℃時，飽和水蒸氣壓已降低到1.067Pa，可以認為已不含水分，故把30℃至一60℃叫做水分析出區(qū)。?? ? ? 水的“三相點”(氣相、液相、固相共存的狀態(tài))壓力為0.613kPa，溫度為0.01℃?？諝庵兴魵獾姆謮毫Ω哂谌帱c壓力時，空氣溫度達飽和溫度，水蒸氣以液體狀態(tài)析出。由氣相變?yōu)橐合喾Q為“凝結”或“液化”?？諝庵兴魵夥謮毫Φ陀谌帱c壓力時，空氣溫度達飽和溫度時，水蒸氣直接以固體狀態(tài)析出，不經過液態(tài)由氣相直接變?yōu)楣滔喾Q為“結晶”或“凝固”?？?..

空壓機吸收外界空氣進行壓縮產生的氣體通過冷干機和吸干機，將空氣中的水份分離后所流入到制氮機里面的氣體一般只含有氮分子和氧分子。? ? ? 當氣體入制氮機主機兩吸附塔，塔內專門配置的吸氧的高性能碳分子篩，在加壓下根據對空氣中氮氣和氧氣的不同的“選擇吸附性”由閥門的自動切換，實現(xiàn)兩塔的加壓吸附、放壓解吸的變壓吸附過程，即在加壓情況下碳分子篩將氧吸附起來，而氮氣通過并被收集、輸送。? ? ? 當吸附飽和后自動切換到另外吸附塔加壓吸附，深冷制氮機主機本塔則放空并排出所吸附的氧氣，因此交替往復連續(xù)制造出高濃度的氮氣的工藝過程。將制氮機、氮氣入口閥以及取樣閥都關閉，同時也關閉制氮機的電源開關。等待系統(tǒng)和管道完全泄壓結束，調節(jié)氧分析儀進行取樣并將減壓閥壓力調節(jié)到1.0bar ，調節(jié)取樣流量計，將氣量調至在1左右即可，注意采樣氣量不宜過大 。? ? ? 開始檢測氮氣純度。在壓縮空氣氣源壓力達到0.7MPa以上時，打開制氮機總進口的截止閥 ,然后調節(jié)...空壓機吸收外界空氣進行壓縮產生的氣體通過冷干機和吸干機，將空氣中的水份分離后所流入到制氮機里面的氣體一般只含有氮分子和氧分子。 當氣體入制氮機主機兩吸附塔，塔內專門配置的吸氧的高性能碳分子篩，在加壓下根據對空氣中氮氣和氧氣的不同的“選擇吸附性”由閥門的自動切換，實現(xiàn)兩塔的加壓吸附、放壓解吸的變壓吸附過程，即在加壓情況下碳分子篩將氧吸附起來，而氮氣通過并被收集、輸送。 當吸附飽和后自動切換到另外吸附塔加壓吸附，深冷制氮機主機本塔則放空并排出所吸附的氧氣，因此交替往復連續(xù)制造出高濃度的氮氣的工藝過程。將制氮機、氮氣入口閥以及取樣閥都關閉，同時也關閉制氮機的電源開關。等待系統(tǒng)和管道完全泄壓結束，調節(jié)氧分析儀進行取樣并將減壓閥壓力調節(jié)到1.0bar ，調節(jié)取樣流量計，將氣量調至在1左右即可，注意采樣氣量不宜過大 。 開始檢測氮氣純度。在壓縮空氣氣源壓力達到0.7MPa以上時，打開制氮機總進口的截止閥 ,然后調節(jié)減壓閥將壓力降低到0.4-0.5Mpa左右，同時注意觀察兩個吸附罐的壓力情況以及氣動閥的工作是否能夠正常進行。除了在制氮機結構上加以保證, 使電機與泵軸盡量遠離和密封件采用有色金屬, 以防發(fā)生火花外, 在操作上要嚴格遵守操作規(guī)程液氧泵冷卻啟動前,應將吹除閥打開, 深冷制氮機先對密封通以常溫氮氣吹除10～20min, 一方面

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