制氧的工艺流程及各个部分的作用

制氧的工艺流程及各个部分的作用

大体工艺流程：制氧主要分为空气过滤系统，空气预冷系统，空气纯化系统，增压透平膨胀系统，分馏塔系统，其他。其他里面有氮气压缩机，氧气压缩机，一句话，它们的作用就是给氧气氮气增加压力送到用户。我们九羊的用户就是炼钢炼铁。不过有些资料不是这么说的是说制氧分为空气压缩系统，空冷系统，水冷系统，分子筛纯化系统，增压膨胀机系统，精馏塔系统，加压气化系统氮气压缩机，氧气压缩机，调压站系统。其实按第一个来就好了，它们都是一样的！！
精馏塔是一种采用精馏的方法使各组份分离。从而得到高纯度组分的设备。空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性，即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部分蒸发与部分冷凝，从而达到分离各组份的目的。当处于冷凝温度的氧，氮混合气穿过比它温度低的氧，氮混合液体时，气相与液相之间就发生热，质交换气体中的部分冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部分蒸发。因沸点的差异，氧氩的蒸发顺序为：氮>氩>氧 冷凝顺序刚好相反氧>氩>氮。在本系统中，改过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在逐块塔板上通过时，低沸点组分的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。同理，当液体自上而下地在逐块塔板上通过时，高沸点组分的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔底部就可获得高纯度的高沸点的组分。
分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。
增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K 后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与精馏。


上边是制氧各个主要部分的作用，主要流程是：空气经过空气过滤器过滤后进入空气压缩机进行压缩。因为压缩后的空气温度比较高需

要进行降温处理。然后就进入空气预冷系统，预冷系统是用水和污氮进行降温的。然后一部分进入分子筛，有一部分直接进入透平膨胀机。经过分子筛处理后的还是要进入透平膨胀机。经过膨胀后的进入分馏塔进行分离。分离出的氧气，氮气就进入氧气压缩机氮气压缩机送到用户。氩气不需要。
换热器：换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
冷凝蒸发器属于精馏塔内部的换热设备
氧、氮的分离是通过精馏来实现的。精馏过程必须有上升蒸气和下流液体。为了得到氧、氮产品，精馏过程是在上、下两个塔内实现双级精馏过程。冷凝蒸发器是联系上塔和下塔的纽带。它用于上塔底部的回流下来的液氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。
液氧在冷凝蒸发器中吸收热量而蒸发为气氧。其中一部分作为产品气氧送出，而大部分(70%～80%)供给上塔，作为精馏用的上升蒸气。气氮在冷凝蒸发器内放出热量而冷凝成液氮。一部分直接作为下塔的回流液，一部分经节流降压后供至上塔顶部，作为上塔的回流液，参与精馏过程。 由于下塔的压力高于上塔的压力，所以下塔气氮的饱和温度反而高于上塔液氧的饱和温度。液氧吸收温度较高的气氮放出的




空分制氧工艺流程
图片：

空分制氧系统包括空压机系统、空冷系统、水冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、精馏塔系统、加压气化系统、氧气系统、氧压机系统、调压站系统


空分制氧系统中精馏塔分离氮气与氧气的原理简介：

精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。

空气被冷却至接近液化温度后 送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到99.999％。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏。
将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富

氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到99.6％的液氧。