空分高级工试卷

空分高级工职业资格试卷
一、填空题：（每空1分，共20分）
1、写出大气压力P气、绝对压力P绝与表压力P表或真空度P真空度之间的关系式：。

2、空气是由多组分气体混合而成的，其主要组分为氧、氮、氩，按它所占的体积比例，其中氧气为20.94%，氮气为78.09%，氩气为0.93%。

3、温度是反映物质的冷、热程度，从本质上看，它是分子运动平均动能的度量，其数值越高，分子运动的动能就越快。

4、就换热器原理来分，换热器可分为间壁式换热器、直接接触式换热器和蓄热式换热器。

5、上塔塔内温度从下往上的变化是逐步，下塔塔内温度是从上往下的变化是逐步。

6、评价仪表的品质通常有三个指标，即：，和。

7、自动调节系统的组成部分有：调节对象、、、执行机构、。

8、活塞式压缩机的排气量，通常指单位时间内，在压缩机的排气端测得的排出气体体积，换算成压缩机第一级吸气条件下，、、等的数值，其常用的单位为m3/min或m3/h。

二、判断题：（每小题1分，共10分）
1、通常把压力为1标准大气压，温度为20℃时的状态，称为标准状态（）
2、在体积恒定的条件下，气体温度越主，其压力也越大，即绝对温度与压力成正比。

（）
3、对于单一组合的物质，饱和蒸气压与饱和温度是一一对应的关系，饱和蒸气压力愈低、蒸气愈容易液化。

（）
4、空气节流本峰可以产生冷量。

（）
5、膨胀机在很低的温度下工作。

如果冷气外漏过多，将造成工作轮侧的轴承温度过低，这将引起润滑油温度过低，使油的黏度增加，难以形成油膜，严重时甚至会损环轴承。

（）
6、膨胀机在很低的温度下工作。

如果冷气外漏过多，将造成工作轮侧的轴承温度过低，这将引起润滑油温度过低，使油的黏度增加，难以形成油膜，严重时甚至会损环轴承。

（）
7、膨胀空气全部送入上塔总比部分旁通要好。

（）
8、空分系统中，最低温度为膨胀机出口处。

（√）
9、因冷端温差太大，会造成二氧化碳冻结区缩短，自清除无法保证。

（）
10、容器试压严禁用氧气，一般用空气，也可用氩气。

（）
三、选择题：（单项多项混合，少选、多选、选错均扣分。

每小题2分，共10分）
1、描述气体状态的状态参数的有：（）
A、温度；
B、冷量；
C、比容；
D、焓
2、表示制氧机容量有大小通常用每小时生产的氧气量来表示，如“6000制氧机”，该套装置的氧气产量实际是：（）
A、实际状态下的体积；
B、标准状态下的体积；
C、压力为1标准大气压、温度为20℃状态下的体积。

D、压力为1标准大气压、温度为0℃下的体积。

3、对三元混合物来说，一种组分为“易挥发组合”，一种为“难挥发组分”，请指出下列哪咱描述是正确的：（）
A、对于不同物质来说，在相同温度下具有不同的饱和蒸汽气压，对应的饱和蒸气压力越高，表明该物质越容易气化。

我们把越来越容易气化的物质（组分）为“易挥发组分”。

B、相对于同一饱合蒸气气压来说，沸点低的物质为难挥发组分，沸点高的物质为易挥发组分。

C、相对于同一饱和蒸汽压来说，沸点高的物质为易挥发组分，沸点低的物质为难挥发组分。

D、对混合物来说，我们把容易气化的组分称为易挥发组分，在一定温度下，所以对应的饱和蒸汽压低。

4、同步电机转动原理是：（）
A、定子接通三相电，产生磁场在旋转。

B、转子接通直流电，转子磁极就出现。

C、旋转磁场听转子，转子跟着同步转。

D、转子接通交流电，定子磁场就出现。

5、离心式压缩机发生喘振时，典型现象有：（）
A、压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性变化。

B、压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道。

C、拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定、大幅波动。

D、机器产生强烈振动，同时发出异常的气流噪声。

四、将意义相同的中文词汇与英文单词相连接：（每小题2分，共10分）
残余气体分析dryer
干燥器dew point
清洗系数purification
净化residual gas analysis
露点clesning factor
五、名词解释：（每小题2分，共10分）
1、空分装置：
2、精馏：
答：对两种沸点不同的物质（例如氧与氮）组成的混合液体，在吸收热量而部分蒸发时，易发挥发组分氮将较多地蒸发；而混合蒸气在放出热量而部分冷凝时，难挥发组分氧将较多地冷凝。

如果将温度较高的饱和蒸气与温度较低的饱和液体接触，则蒸气将放出热量给饱和液体。

蒸气放出热量将部分冷凝，液体将吸收热量而部分蒸发。

蒸气在部分冷凝时，由于氧冷凝得较多地蒸发，所以蒸气中的低沸点组分（氮）浓度有所提高。

液体在部分蒸发过程中，由于氮较多地蒸发，液体中高沸点组分（氧）的浓度有所提高。

如果进行了一次部分蒸发和部分冷凝后，氮浓度较高的蒸气及氧浓度较高的液体，再分别与温度不同的液体及蒸气进行接触，再次发生部分冷凝及部分蒸发，使得蒸气中的氮浓度及液体中的氧浓度将进一步提高，这样的过程进行多次，蒸气中的氮浓度越来越高，液体中的氧浓度越来越高，最终达到氧、氮的分离。

这个过程就叫做精馏。

3、主冷凝蒸发器：
4、制氧单耗：
5、回流比：
六、计算题：（每小题8分，共16分）
1、有一板式换热器，负荷Q=3.5×106kJ/h, 氧沸腾侧的热系数α1=2×103w/m2·K，铝板厚度δ=1mm，导热系数λ=192/m·℃，两侧流体的温差△t=1.8℃，求所需的传热面为多少？
2、已知上塔底部压力为0.46×105Pa[表]；上塔下部阻力为1.96×104Pa，中部阻力为5.88×103Pa，上部阻力为 4.9×103Pa，求上塔顶部压力为多少？已知主冷中的液氧高度为1.8m，液氧密度为：γ=1123kg/m3，则液氧底部压力为多少？如果用四溴乙烷页面计来测液氧面高度，已知四溴乙烷的重度γBr=2960kg/m3，则液面计的读书为多少？
答：
七、问答题：（每小题8分，共24分）
1、简要分析影响吸附器吸附容量的主要因素
答：1)吸附过程的温度和被吸组分的分压力。

在相同的被吸组分的分压力(或者说浓度)下，吸附容量随温度升高而减小；而在相同的温度下，吸附容量随被吸组分分压力(或浓度)的增加而增加。

但它有一个限度，在分压力增加到一定程度以后，吸附容量就基本上与分压力无关了。

由此可见，应尽量降低吸附过程的温度，以提高吸附效果。

2)气体(或液体)的流速。

流速越高，吸附效果越差。

动吸附容量降低是因为气体(或液体)与吸附剂的接触时间短。

流速低一些吸附效果较好。

但流速设计得太低，所需吸附器的体积就要很大。

所以要选定一个比较合适的流速值(设计时有经验数据可取)。

3)吸附剂的再生完善程度。

再生解吸越彻底，吸附容量就越大，反之越小。

再生完善程度与再生温度(或压力)、再生气体中被吸组分浓度有关。

4)吸附剂厚度。

因为吸附过程是分层进行的，故与吸附剂层厚度(吸附区长度)有关。

吸附剂层不能过薄，太薄时因接触时间短，来不及吸附，即使吸附剂层截面积再大也是无用的。

吸附剂层厚，吸附效果好。

例如，硅胶在压力为0.6MPa、二氧化碳的含量为300×10-6、温度为-110～-120℃、流速为1L/(min·cm2)时，每克硅胶对二氧化碳具有较大的吸附容量，约为25～50mL/g。

设计时，取为28mL/g，出口气流中二氧化碳含量小于2×10-6。

硅胶对乙炔的动吸附容量，国内常取用4.5L/kg或2.63g/kg(硅胶)。

2、分子筛净化，外压空分设备主要由哪些系统组成，并简要说明其中三个系统的作用
答：
3、蓄冷器（或切换式换热器）的中部温度怎么调整？
答：中部温度能比较灵敏地反映蓄冷器(或切换式换热器)的温度工况。

控制中部温度的目的在于控制冷、热端温度和温差。

中部温度的控制范围，对不同的设备规定的数值也不同。

在实际操作中，主要是根据两组蓄冷器或两组切换式换热器的中部温差来调节组间的温度平衡。

组间的中部温差一般控制在10℃以内。

另外，在操作中实际控制的往往是环流出口或中抽口空气的温度，而不管是不是实际的中部温度。

中部温度控制得低一些，可使冷区扩大，二氧化碳冻结面积增大，能减少带入精馏塔的二氧化碳量。

如果由于冰和固体二氧化碳残留而引起阻力增加尚不大时，可用适当降低中部温度，缩小冷端温差和缩短切换时间等方法，以加强自清除能力，在长期运转中使阻力逐渐降下来。

调节中部温度的方法主要是调整正、返流气量的比例关系。

常用的有：改变中抽气量或环流量；改变蓄冷器(或切换式换热器)各组间空气进气量的分配，或产品氧、氮气量的分配等。

例如，中部温度偏高，可关小空气进口阀，减少空气进气量或增加环流量(或中抽量)。

对于蓄冷器也常采用延长切换时间的方法，即对中部温度偏高的蓄冷器走返流气时，对中部温度偏低的蓄冷器走正流气时适当延长切换时间。

当一组蓄冷器温度工况不正常、另一组蓄冷器温度工况正常时，为不影响另一组蓄冷器，操作中将所需延长的时间分成两等分，分别加在另一组蓄冷器切换的前后，这就是通常所说的1/2延时法。

如果一次不行，下个周期可再来一次，但每次延时应不超过15s，以免工况波动太大。

这个方法对运行工况突然有波动(例如正流或返流气量有个突然变化)，然后又恢复原状的情况，调整中部温度迅速有效。

如果不再回到原工况，则应采用其他调节方法，以建立新的稳定工况。

上述几种调节中部温度的方法，在操作时采用哪种最合适，这要视设备的具体情况而定。

中部温度的变化是许多因素综合作用的结果，而在采取措施进行调节以后，又会使与其关联的其他工况产生变化，因此对蓄冷器(或切换式换热器)中部温度的调整要有一个整体概念，防止孤立片面的看法。

应对其影响的诸因素进行综合分析，抓住主要矛盾，采取有力措施。

中部温度发生偏差时要及早调整。

因为偏差很少时，只要稍加调整很快就可恢复正常。

若偏差发展到很大程度再采取措施，调整就变得困难。

调整过程中应采取少量多次，即每次调节的量要少，但调节的次数可多些，使其中部温度平稳地趋于均匀。

在调节过程中要防止急躁情绪，以免产生新的干扰因素。