空分設(shè)備課件

--10-過濾器過濾器壓機冷化器交換餾貯原料空氣把握系統(tǒng)制冷原料空氣把握系統(tǒng)制冷存膨脹機液態(tài)產(chǎn)品氣體產(chǎn)品產(chǎn)除 加 預(yù) 凈 換塵 壓 冷 化 熱空 預(yù) 純 熱品壓縮精 機對機器造成磨損、腐蝕和結(jié)垢，縮短機器壽命。因此必需設(shè)置原料空氣過濾器，以去除空氣中的塵埃。5種：〔1〕慣性撞擊〔2〕布朗集中〔3〕直接攔擋〔4〕重力沉降靜電沉降效過濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、凈氣室和出風(fēng)口、框架組成。過濾過程：在壓縮機吸氣負(fù)壓作用下，吸入四周的環(huán)境空氣。當(dāng)空氣穿過高效過濾筒時，粉塵由于重力、靜電和接觸，被阻擋留在濾筒外外表，凈化空氣進入凈氣室然后經(jīng)出風(fēng)管進入壓縮機。自潔過程：當(dāng)電腦發(fā)出指令電磁閥啟動，瞬間釋放一股壓力為0.4—0.6MPa膨脹從濾筒內(nèi)部均勻地向外沖擊，將積聚在濾筒外外表的粉塵吹落，自潔過程完成。清灰把握有31〕〔2〕差壓自潔。當(dāng)壓差超過指標(biāo)時，進入自動自潔〔3〕手動自潔。當(dāng)電控箱故障或粉塵較多時，承受手動自潔?！尺^濾阻力小150800P〕5%--10%適應(yīng)性廣耗氣少〔反吹〕構(gòu)造簡潔日常維護工作量少二.空氣壓縮需的總能耗中絕大局部是原料空氣壓縮的能耗。壓縮機的分類：按構(gòu)造分：容積型往復(fù)式回轉(zhuǎn)式活塞式 隔膜式滑片式螺桿式 液環(huán)式速度型速度型離心式軸流式混流式按壓力分：有低壓，中壓，高壓，超高壓0.2MPa0.2MPa的才稱為壓0.2--1MP1--10MP10--100MP為超高壓。大型空分設(shè)備都選用離心式壓縮機?！硺?gòu)造緊湊，排氣量大，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長氣缸內(nèi)不需要油潤滑，所以加工空氣不帶油供氣連續(xù)，穩(wěn)定，無循環(huán)脈沖缺點：工作范圍較窄，一旦偏離設(shè)計工況，效率降低甚至發(fā)生故障。壓力提高。離心式壓縮機運行時有兩個特別工況需留意避開發(fā)生。易發(fā)生堵塞造成級間壓縮比及效率下降，引起壓力變化，但對設(shè)備本身不會造成損壞。喘振工況：喘振的危害性后果是嚴(yán)峻的，能引起重大的設(shè)備事故。所以運行中要特別留意，避開發(fā)生。流淌方向與葉輪葉道方向發(fā)生偏離。氣流軸向速度削減，并發(fā)出猛烈噪聲。管網(wǎng)容量越大，喘振頻率越低，喘振能量越大，危害也越大。推斷是否消滅喘振，大致有幾點：側(cè)聽壓縮機排氣管的氣流噪聲。正常狀況下噪聲較低是連續(xù)穩(wěn)定的。當(dāng)接近喘振工況時，排氣管中氣流聲時高時低有周期性變化。進入喘振工況時，噪聲明顯增大，有周期性吼叫或喘氣聲，甚至消滅爆音。，壓縮機的出口壓力和進口流量變化不大，有規(guī)律數(shù)據(jù)在平均值四周小幅波動。當(dāng)接近或進入喘振工況時，兩者都發(fā)生周期性大幅脈動。對于增壓機，需觀看增壓機壓縮比的變化是否正常。觀看殼體和軸承的振動狀況，當(dāng)接近或進入喘振工況時會發(fā)生強振動。電機電流發(fā)生大幅波動?！绾畏乐?觀看壓力和流量的變化，調(diào)整時要考慮壓力和流量的關(guān)系。三．空氣預(yù)冷系統(tǒng)用來降低進分子篩吸附器的空氣溫度與含水量。卻塔中的傳質(zhì)傳熱單元，依次與常溫水和冷卻水〔或冷凍水〕主要設(shè)備：空氣冷卻塔〔噴淋、穿流、溢流、填料水機組，高壓水泵。目前較為先進的就是填料冷卻塔。上部一般裝有塑料鮑爾環(huán)填料，下部因空分溫高裝不銹鋼與增加聚丙烯填料。優(yōu)點為壓力降小，能耗低，傳熱傳質(zhì)效果好，操作彈性大。四．純化系統(tǒng)：在現(xiàn)代空分設(shè)備中，廣泛應(yīng)用的是分子篩凈化空氣流程。優(yōu)點：操作簡便，產(chǎn)品提取量大，運轉(zhuǎn)周期長。作用：吸附去除原料空氣中的水分、乙炔、二氧化碳及一些碳?xì)浠衔铮ＷC空分設(shè)備安全運行。流程：出預(yù)冷系統(tǒng)的壓縮空氣，自下而上通過分子篩吸附器時，空氣中所含有的水、乙炔、二氧化碳等雜質(zhì)相繼被吸附去除，凈化后的空氣進入主換器。吸附器成交替使用，一只工作時，另一只再生。再生步驟分41〕降壓加熱〔用加熱的枯燥氣體吹掃吸附劑〕吹冷〔用未加熱的枯燥氣體吹掃吸附劑〕升壓吸附的根本原理：是利用一種多孔性固體外表〔如分子篩〕去吸附氣體〔或液體〕混合物中的某種組分，使該組分從混合物中分別出來，吸附用的多孔性固體稱為吸附劑，被吸附的組分稱為吸附質(zhì)?！裁唇蟹肿雍Y？分子篩是由人工合成的一種晶體硅酸鹽〔俗稱泡沸石。當(dāng)加熱到確定溫度時，脫去結(jié)晶水，成為一種多孔洞、高選擇、高效率的吸附劑。主要特性：能將比分子篩孔徑小的分子吸附在孔內(nèi)，把大于孔徑的分子擋在孔外。對大小不同分子的混合物起到篩分子的作用。有選擇性吸附。對極性分子及不飽和分子等，具有優(yōu)先吸附的力氣?？菰锒雀?。能使?jié)窨諝饪菰锏礁偷穆饵c溫度。對相對濕度愈低的氣體，吸附力氣愈大。對高速流淌的氣體也有良好的枯燥力氣。在較高的溫度下，仍具有較強的吸附力氣。對水分、乙炔、二氧化碳共吸附。挨次是水分、乙炔、二氧化碳。具有較強的穩(wěn)定性，使用壽命長?！竭^程是怎樣進展的？氣體〔液體〕通過吸附器內(nèi)吸附層時，不是全部同時進展吸附，〔液體〕剛通過吸附劑層吸附很快而且效〔液體〔根本上全部被吸附。大局部的吸附是在最上面〔沿氣流方向〕比較薄得一層吸附劑上進展的，被吸組分濃度變化很快，稱為“吸附區(qū)域”〔傳質(zhì)區(qū)，上面這一層吸附劑到達(dá)飽和，氣體通過時濃度不再發(fā)生變化〔稱吸附平衡區(qū)。平衡區(qū)以下正在吸附是傳質(zhì)區(qū)，傳質(zhì)區(qū)以下是未吸附區(qū)。吸附器中傳質(zhì)區(qū)〔吸附區(qū)域〕漸漸下移，平衡區(qū)漸漸擴大，未吸附區(qū)相應(yīng)縮小。當(dāng)吸附區(qū)域〔傳質(zhì)區(qū)〕接近吸附劑底層時，由于上部吸附劑已完全飽和，流出氣體中被吸組分的濃度開頭增加，附層不再有效。44轉(zhuǎn)效曲線321轉(zhuǎn)效點吸附床層高與容器直徑之比在6—8，空筒的氣體線速度〔空塔速度〕0.05M/s吸附容量的大小受幾種因素影響：〔或濃度吸附質(zhì)分壓力增加而增大。但增大確定程度以后，吸附容量大體上與分壓力無關(guān)，吸附容量隨吸附溫度的降低而增大。所以應(yīng)盡量降低吸附溫度。同時，溫度降低，飽和水分含量也相應(yīng)削減。氣體流速。流速越高，吸附效果越差，吸附劑的動吸附容量越小。吸附劑再生完善程度。吸附劑解吸再生越徹底，吸附容量就越大，反之越小。氣體溫度。分子篩對相對濕度較低的氣體枯燥力氣較大。與吸附劑厚度有關(guān)。由于是分層吸附，故吸附層不能過薄。五．制冷系統(tǒng)空分設(shè)備是通過膨脹和節(jié)流制冷的，主要設(shè)備是膨脹機。通過確定的代價，消耗功對氣體進展壓縮再進展膨脹，獲得低溫〔-100°C。它是靠消耗外功來獲得低溫的過程。設(shè)備。是空分設(shè)備產(chǎn)生冷量的來源。式。氣體完全在噴咀中膨脹，在葉輪中不膨脹的稱為沖擊式。現(xiàn)在廣泛承受的是臥式，單級，徑流，向心，還擊式透平膨脹機。特點：具有速度搞，流量大，冷損小，效率高，體積小，構(gòu)造簡潔，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長的特點。量，使溫度降低。透平膨脹機的主機構(gòu)造：由膨脹機蝸殼，噴咀環(huán)，轉(zhuǎn)子，出口擴壓器，內(nèi)外軸承，密封系統(tǒng)和制動系統(tǒng)組成。六．換熱系統(tǒng)空分設(shè)備換熱器為鋁制板翅式換熱器〔包括過冷器，液化器，冷凝蒸發(fā)器。1〕1500—2500M2/M3.構(gòu)造緊湊，輕松，結(jié)實適應(yīng)性大，可適應(yīng)多種介質(zhì)熱交換缺點：流道易堵塞，修理困難。傳遞給低溫氣體。七．精餾系統(tǒng)冷凝蒸發(fā)器組成?！裁唇芯s？簡潔的講精餾是利用兩種物質(zhì)的沸點不同屢次的進展混合蒸汽的局部冷凝和混合液體的局部蒸發(fā)過程，來實現(xiàn)分別的目的。不完善，提取率低，不能同時獵取氧和氮。塔進展初步分別，得到液氮和副氧液空〔3840%，然后將副氧液氧中氧的濃度，稱為提餾段或蒸餾段。在運行中需留意的幾點：物量平衡：即入塔的空氣量應(yīng)等于出塔的分別產(chǎn)品之和。組分平衡：空氣分別后所得的各氣體中某一組分的量的總和必需等于加工空氣量中該組分的量。能量平衡：即進入塔內(nèi)的熱量〔包括冷損〕總和應(yīng)等于出塔產(chǎn)品的熱量之和?；亓鞅鹊恼{(diào)整※什么叫回流比？指塔內(nèi)下流液體量與上升蒸汽量之比，又稱液氣比?；亓鞅鹊恼{(diào)整。精餾段回流液增多〔回流比增大，氮純度提高。提餾段上升氣量增加〔回流比削減，氧純度提高?；亓鞅却蛩懔怂迳蠚?、液濃度的變化規(guī)律，也就影響到精餾塔中分別出產(chǎn)品的純度。氮氣中帶走的氧多，則氧產(chǎn)量削減?？辗衷O(shè)備常用的精餾塔，篩板塔和填料塔。篩板塔：在塔內(nèi)設(shè)置確定數(shù)量的篩板，篩孔0.9—1.3mm，孔距小孔與液體相互接觸，進展傳熱、傳質(zhì)。氣體與液體濃度沿塔高呈階梯型變化。生傳熱傳質(zhì)過程。氣體與液體沿塔高連續(xù)變化。八．產(chǎn)品輸送系主要由各種不同規(guī)格氧壓機和氮壓機組成。九．液體貯存系統(tǒng)由不同規(guī)格的貯槽，低溫液體泵和汽化器組成。十．把握系統(tǒng)承受計算機集散把握系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動把握。空分設(shè)備的操作※空分設(shè)備的操作要點是：保證凈化效果和精餾工況的穩(wěn)定充分發(fā)揮透平膨脹機的制冷力氣留意各參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，相互協(xié)作進展調(diào)整空分裝置的操作分為啟動操作，正常操作，加溫操作三大局部。其中啟動操作尤為重要。一．產(chǎn)量多少，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，生產(chǎn)周期的長短等方面。所以啟動操作是空分生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。從傳熱角度來說，正常生產(chǎn)為穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程，啟動為不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)過程。從傳質(zhì)角度來說，啟動初期精餾工況尚建立，沒有產(chǎn)品輸出。加工空氣只作為冷凍介質(zhì)，而沒有得到分別?？傊?，啟動過程也就是積存冷量建立正常的物料平衡和熱平衡的過程，正常生產(chǎn)是維持正常的物料平衡及熱平衡的過程。1.啟動過程一般分為三個階段：冷卻裝置階段：是啟動過程的根底。生液空。依據(jù)：主熱交換器冷端溫度-172℃〔液化溫度〕要領(lǐng)：保證壓縮機出口壓力恒定。膨脹機出口溫度盡可能低，但不得帶液。留意各流路通過的流量，使溫度均勻下降，不能消滅大的溫差。隨著溫度的降低，漸漸加大進塔空氣量。積存液體階段：是建立精餾工況的根底。任務(wù)：盡快生產(chǎn)液氧，并使液面快速上升。要領(lǐng)：依據(jù)主冷液氧上漲狀況，漸漸開大液氮回流閥。V1調(diào)整液空液位。V3調(diào)整液氮送入上塔，加速精餾過程的建立和下塔液氮純度的調(diào)整。主冷液面不得下跌。調(diào)整純度階段：是將啟動過程調(diào)整到正常生產(chǎn)過程上去，并使裝置內(nèi)各參數(shù)到達(dá)正常生產(chǎn)時穩(wěn)定的傳質(zhì)和傳熱工況。任務(wù)：提高產(chǎn)品純度和產(chǎn)量，保持液氧面穩(wěn)定。依據(jù)：主冷液面，上下塔壓力、阻力。要領(lǐng)：V2調(diào)整下塔污氮，V3調(diào)整下塔純液氮。先調(diào)下塔后調(diào)上塔，先調(diào)氧氣后調(diào)氮氣。在保證純度的前提下漸漸開大產(chǎn)品送出閥。各階段無明顯的界限，但有確定的挨次而又相互穿插的進展。二．端溫度進入空分裝置的壓縮空氣熱端溫度高，空氣帶入的水分含量就大。不同溫度下的飽和含水量：空氣溫度℃101214161820253040水分含量g/m39.2810.6812.0513.6315.3617.32343.650.92040℃水分含量增加近兩倍。由于主因此，在操作中主要留意熱端溫度的把握，盡量降低。熱端溫差：是正流氣體溫度與返流氣體溫度平均值之差。熱端溫差把握的越小越好，擴大意味著返流氣體出熱端的溫度降低了，說明冷量回收不完全的冷損增大了，就要增加膨脹量才能補償。熱端溫差是空分裝置冷損的重要標(biāo)志之一，操作中不容許無視。冷端溫度：是指正流空氣出換熱器冷端溫度。這一溫度取決于精餾塔熱平衡的要求，一般把握在高于該壓力下空氣液化溫度0.5-1上升的蒸汽量太大，回流比小，液氮純度變壞，易造成下塔液懸。溫度高，二氧化碳帶入塔內(nèi)的量也增加。溫度低在熱交換器冷端消滅液體，影響返流氣體的復(fù)熱效果，熱端溫差擴大。對于精餾來講，進塔空氣中含濕量過大，上升蒸汽量削減，回流比增大，液空純度變壞。液面的調(diào)整塔，上塔及冷凝蒸發(fā)器，所以除冷量調(diào)整外還有冷量安排的調(diào)整。從度的好壞?！滤好娴恼{(diào)整〔主要是液空節(jié)流閥的調(diào)整〕下塔回流液下流時逐層塔板參與精餾后，最終流到下塔底〔38%-40%的副氧液空。精餾工況。液懸。流閥的液體為全液狀態(tài)。面穩(wěn)定而使氧純度下降。開度過小，下塔液面上升，主冷液面下降因提餾段回流比減小，用，上塔上升的蒸汽量削減，氧純度很快又會變壞。懸或液漏。主冷液面大局部〔70-80%〕作為上塔上升蒸汽，其余作產(chǎn)品引出。主冷的熱負(fù)反映出主冷的熱負(fù)荷的大小?！?〕主冷液面過高：一方面由于氧側(cè)平均壓力上升，其沸騰溫度也上升，而氮側(cè)冷凝溫度不變，主冷溫差減小。另一方面從傳熱原理得的沸騰狀態(tài)影響很大。目前，主冷承受的是管內(nèi)沸騰式。液氧在管內(nèi)沸騰，分為預(yù)熱區(qū)，沸騰區(qū)和蒸汽區(qū)。預(yù)熱區(qū)氣液層流傳熱，傳熱系數(shù)小。沸騰區(qū)內(nèi)中心局部是氣流，在管壁上有液體薄膜層，蒸汽向上數(shù)較大。假設(shè)液面過高，沸騰段縮短，傳熱系數(shù)下降。由傳熱方程式 Q=KF·△t 得：因主冷溫差△t縮小及主 主 主傳熱系數(shù)KQ將削減。F主〔2〕主冷液面過低：對主冷的平均溫差影響較小，當(dāng)液面低于0.2管長時，會使管子上方全變成了飽和蒸汽〔蒸汽區(qū)過大。氣體的傳程式可以看出，主冷的熱負(fù)荷將隨之削減。的削減又將會造成塔內(nèi)上升蒸汽量及回流液體量削減，下塔壓力上升，進塔空氣量削減，氧產(chǎn)量降低的惡果。在冷量分協(xié)作理的狀況下，主冷液面的凹凸是裝置冷量的標(biāo)志。主冷液面的調(diào)整：分為液量安排調(diào)整，膨脹機制冷量調(diào)整。液量安排調(diào)整：指的是下塔與主冷液體量的安排。主冷液面不正常時，應(yīng)先查下塔。如主冷液面下降，而下塔液面上升，說明下塔打入上塔液空過少，應(yīng)開大液空節(jié)流閥。反之應(yīng)關(guān)小。膨脹機制冷量的調(diào)整：當(dāng)下塔液面穩(wěn)定，僅主冷液面下降，說明裝置冷損過大，冷量缺乏，需增加膨脹機的制冷量。反之應(yīng)削減。純度的調(diào)整后上塔，先調(diào)氧后調(diào)氮。下塔純度的調(diào)整向上塔輸送適量的液空和液氮。大，因其取出量不影響下塔的回流比?！惨旱×康亩嗌俚然蛏缘?，允許液氮純度低于氣氮純度0.25-2%.氣氮純度越低，允氣純度無法提高。液氮的純度。上塔的調(diào)整好的根底上進展。及純度的影響。K=[〔YA-B〕〔YA-K〕]·B當(dāng)空氣量B,YA不變時，氧取出量K增大，氧純度YK下降。取氮量過小，氧純度變壞。從塔的物料平衡可得B=A+K當(dāng)加工空氣量BAK就增大，引起氧純度下降。提餾段的回流比增大，氧純度下降。緣由是上