空分原理
空分设备原理
空分设备原理
空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，按
照各组分蒸发温度的不同将空气分离。
双级精馏塔在上塔顶部和
底部同时获得纯氮气和纯氧气；也可以在主冷的蒸发侧和冷凝侧
分别取出液氧和液氮。
精馏塔中空气分离分为两级，空气在下塔
进行第一次分离，获得液氮，同时得到富氧液空；富氧液空被送
向上塔进行精馏，获得纯氧和纯氮。
上塔又分为两段:以液空进料
口为界，上部为精馏段，精馏上升气体，回收氧组分，提纯氮气
纯度，下段为提馏段，将液体中的氮组分分离出来，提高液体的
氧纯度。
工艺流程
1、空气压缩：空气被空气压缩机压缩至0。
5~0。
7Mpa；
2、预冷：空气在预冷机组中预冷到5℃~10℃，并分离水分；
3、纯化：空气在分子筛纯化器中清除剩余水分、二氧化碳和碳氢化合物；
4、空气膨胀：空气在膨胀机中膨胀制冷以及提供装置所需的冷量；
5、换热：空气在分馏塔住换热器中与返流的氧气、氮气、污氮气进行换热，被冷却接近液化温度并把返流的氧气、氮气、污氮气反复热到环境温度；
6、过冷：氮气在过冷器中过冷节流前的液空和液氮；
7、精馏：空气在精馏塔中进行精馏分离，在上塔顶部获得产品氮气，在上塔底部获得产品氧气。
空分及氧气站的安全监管
空分及氧气站的安全监管（武廷魁）1、概述1.1 空分原理简述空分即空气分离，将空气中21%的氧气和78%的氮气及1%的氩气等惰性气体分离开。
空分的方法主要有变压吸附法、膜分离法及常用的低温法。
变压吸附法是利用分子筛对空气中氧气、氮气组份的选择性吸附而将其分离。
此法制氧的回收率为60~70%，因氧气与氩气无法分离，故所制的氧气纯度只达到93~95%。
膜分离法是利用有机聚合膜的渗透选择性，从空气中分离出富氧气体，其氧气纯度可达40~50%。
低温法即目前大部分空分装置所采用的空气分离方法，该法首先将空气压缩、冷却使之液化，利用氧气、氮气沸点不同（大气压下氧气沸点90°K即-183℃，氮气沸点77°K即-196℃），在精馏塔中使气液相进行质热交换，高沸点的氧气不断从气相中冷凝为液相，低沸点的氮气不断转化为气相，从而达到二者分离。
因不论空气液化或精馏都在120°K即-153℃以下温度条件进行，故称低温法空气分离。
氩气的沸点在氧气与氮气之间，在精馏上塔中部含量最高称为氩馏分，将其抽出进一步分离提纯可制得副产品氩气。
1.2 空分装置现状目前世界上空分装置即制氧机容量已向15万m3/h等级发展，单位制氧电耗（制氧单耗）降至0.37KW·h/m3。
我国生产的6万m3/h级空分设备具有较强竞争力，制氧单耗已由0.6KW·h/m3降至0.4KW·h/m3，氧提取率由80%提高至97~99%，氩提取率由24%提高至80~90%。
空分流程按空气压缩机压力分为高压流程（＞5Mpa）、中压流程（1~5Mpa）、全低压流程（≤1 Mpa）。
高、中压流程通常用于中小型装置和液体产品，全低压流程用于大型空分装置，一般800m3/h以上空分均为全低压流程。
特点是采用常温分子筛吸附净化、增压透平膨胀机、规整填料上塔、全精馏制氩以及DCS控制的工艺流程。
1.3 空分装置与氧气站的区别钢铁、冶金、化工行业大型企业因对氧气的大量需求，大都建设配套的大型全低压流程的空分装置，其设计和监管应执行《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）和现行的相关行业标准。
空分的工作原理
空分的工作原理
空分的工作原理是通过分离混合物中不同组分的物理和化学性质来达到分离的目的。
在空分中，常用的方法包括蒸馏、吸附、透析、结晶、沉淀等。
蒸馏是一种利用不同组分的沸点差异来分离的方法。
通过加热混合物，使其中沸点较低的组分先蒸发，再通过冷凝使其变回液体，得到较纯的组分。
这是一种常见的分离液体混合物的方法。
吸附是利用不同组分在固体表面的吸附性质差异来进行分离的方法。
常见的吸附材料包括活性炭、硅胶等，它们能够选择性地吸附某些组分，而不吸附其他组分。
通过控制吸附材料的选择和操作条件，可以将目标组分从混合物中分离出来。
透析是利用溶质在半透膜上的扩散来进行分离的方法。
半透膜具有特定的孔径，使得溶质的扩散速率与其分子尺寸有关。
通过将混合物与透析膜分隔开来，较小的溶质可以透过膜，而较大的溶质则被阻隔在膜的一侧，从而实现分离。
结晶是利用溶质在溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。
通过改变溶液的温度、浓度等条件，使得溶质发生结晶，从而分离出溶质。
沉淀是利用溶解物在溶液中达到饱和度后发生的沉淀现象进行分离的方法。
通过调节溶液的条件，使得某些溶质发生沉淀，然后通过过滤等操作得到沉淀物，实现分离。
这些方法通过选择不同的条件，利用混合物中组分的特性差异进行分离，可以得到纯度较高的目标组分，用于实现各种工业和实验室中需要的纯度要求。
空分设备原理
空分设备原理
空分设备原理是一种常用于分离混合气体中不同成分的技术。
该设备基于分子尺寸的差异，利用物质在固体或液体表面上吸附和解吸附的特性，将混合气体中的不同成分分离出来。
空分设备的核心部分是填充物，常用的填充物有分子筛、活性炭和高分子膜等。
这些填充物具有比较大的比表面积，并且表面催化和吸附作用比较强，能够有效地吸附气体分子。
当混合气体通过填充物床层时，不同分子大小的气体分子会在填充物表面发生吸附。
在空分设备中，一般会利用压力和温度的变化来控制吸附和解吸附过程。
当吸附达到饱和后，通过降低温度或增加压力，可以将吸附在填充物上的气体释放出来。
通过调节这些条件，可以实现对不同分子大小的气体分子的分离。
空分设备常用于制取氧气、氮气和稀有气体等工业生产中。
其中，常用的方法是通过空分设备将空气中的氧气和氮气分离出来。
通过控制温度、压力和填充物的种类等因素，可以实现高效分离和纯化。
空分设备原理的应用广泛且有效，不仅在工业生产中有重要的作用，还可用于制取高纯度气体、气体分离和储存等领域。
随着科学技术的不断发展，空分设备原理也在不断改进和创新，以适应不同的分离需求。
2-1 空气分离的基本原理
弯管型
百叶窗型
多层隔 《煤炭气化板工塔艺型》
电动卷帘式干带过滤器---初步除尘
《煤炭气化工艺》
脉冲纸筒式过滤单元
《煤炭气化工艺》
（1）水分及CO2的脱除
脱除CO2、水蒸气一般用吸附法和冻结法。
吸附法是空气通过装有分子筛或硅胶的吸附器，二氧化碳和 水蒸气被吸附，达到清除的目的； 冻结法是在低温下，水分和二氧化碳以固态形式冻结，在切 换式换热器的通道内而被除去。经过一段时间后，自动将通 道切换，让干燥的返流气通过该通道，使前一段时间冻结的 二氧化碳和水蒸气在该气流中蒸发、升华而被带出装置。
➢ 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由 于气相冷凝的氧也进入液相,因此液相的氧 浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分 减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气 相的氮浓度增加了.多次的重复上述过程, 气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也 能不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝 就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧 和氮分离开来.
《煤炭气化工艺》
双 级 精 馏 塔
《煤炭气化工艺》
筛板
注：下塔板数 与氮纯度有关， 当不产纯氮时 25块即可， 上塔板数取决 于氧的纯度， 当氧气纯度为 98.5%时，大 于50块，为 99.5%时，大 于76块。
《煤炭气化工艺》
板翅式换热器
《煤炭气化工艺》
《煤炭气化工艺》
板翅式换热器实物
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空压机
预冷系统
纯化系统
增压机
氩系统
精馏系统
热交换器 制冷 膨胀机
低压氮气 高压氮气 压力氮气 高压氧气
低压氮压机 压力氮压机
开工氮压机
KDON58000/97500型空分装置简易流程
空气分离原理
一、空气分离的方法和原理空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。
空分分离的方法和原理：空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３种实现空气分离方法。
１）深冷法（也称低温法）：先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大气压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６℃，沸点低的氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。
要将空气液化，需将空气冷却到﹣１７３℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。
深冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法；２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的产品。
吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获得高纯度的的双高产品。
３）膜分离法：利用一些有机聚合膜的潜在选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点，实现氧、氮的分离。
这种分离方法得到的产品纯度不高，规模也较小，目前只适用于生产富氧产品。
二、空气的组成氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。
在常温常压下它们呈气态。
在标准大气压下，氧被冷凝至－183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进行分离。
空气中除氧、氮和氩外，还有氖、氦、氪、氙等稀有气体，这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上，稀有气体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行能耗。
空分设备工作原理
空分设备工作原理
空分设备是一种用于分离和纯化混合物中组分的装置。
它通常由列管、内波纹管、调节装置和收集器等组成。
空分设备的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 进料：混合物通过进料管道进入空分设备的列管。
2. 分离：混合物在列管内经历物质分离过程。
该过程是基于组分之间的物理和化学特性差异进行的。
常见的分离原理包括蒸馏、吸附、萃取等。
3. 内波纹管：在分离过程中，列管内的内波纹管起到关键作用。
内波纹管有助于提高传质效率和增加传质面积，从而增强分离效果。
4. 调节装置：调节装置用于控制混合物的进料速度、温度、压力等参数。
调节装置可以根据具体的实验或工业需求进行调整，以实现最佳的分离效果。
5. 收集器：分离后的组分分别经过收集管道进入收集器。
收集器可以单独收集每个组分，以便后续使用。
通过以上步骤，空分设备可以有效地将混合物中的组分进行分离和纯化，从而得到所需的纯净物质。
空分设备广泛应用于石油化工、制药、环保等领域。
空分的主要设备及原理
空分的主要设备及原理以空分的主要设备及原理为标题，我们来探讨一下空分技术中的核心设备和其工作原理。
空分技术是一种利用气体混合物中成分的不同物理性质进行分离的方法。
它广泛应用于工业领域，包括空气分离、石油化工、化学制药等。
而空分的主要设备包括蓄热器、分离塔和冷却器。
我们来介绍一下蓄热器。
蓄热器是空分装置中的重要组成部分，它的主要作用是通过吸收和释放热量来提高分离塔的效率。
当混合气体进入蓄热器时，其温度会显著下降。
在蓄热器内部，有一种叫做吸附剂的物质，它能够吸附和释放气体分子。
当混合气体通过蓄热器时，其中的一部分气体分子会被吸附在吸附剂上，从而使其他成分的浓度得以提高。
然后，在蓄热器中加热吸附剂，使其释放吸附的气体分子。
通过这种方式，蓄热器能够实现气体的分离和浓缩。
接下来，我们来介绍一下分离塔。
分离塔是空分技术中最关键的设备之一，它主要用于将混合气体分离成不同成分。
分离塔通常是一个垂直圆筒形的容器，内部有多个层，每个层之间通过板式堵塞物分隔开来。
混合气体从分离塔的底部进入，然后通过各个层之间的孔洞向上流动。
不同成分的气体在分离塔中会发生物理或化学反应，从而实现分离。
例如，在空气分离中，通过调整分离塔中的压力和温度，可以将空气分离成液态氮、液态氧和其他稀有气体。
分离塔中的板式堵塞物能够增加气体与液体之间的接触面积，从而提高分离效率。
我们来介绍一下冷却器。
冷却器是空分技术中的另一个重要设备，它用于将分离塔中的气体冷却成液态。
冷却器通常是一个管道或换热器，通过将分离塔中的气体与冷却介质进行热交换，使气体温度降低，从而使其变成液态。
冷却器的工作原理是基于热量传递的原理，即将热量从高温物体传递到低温物体。
在空分中，冷却器能够将分离塔中的气体冷却成液态，方便后续的收集和利用。
空分技术中的主要设备包括蓄热器、分离塔和冷却器。
蓄热器通过吸附和释放热量来提高分离效率，分离塔通过物理或化学反应将混合气体分离成不同成分，冷却器则用于将气体冷却成液态。
空分工作原理
空分原理绪论一、空气分离的几种方法1、低温法（经典，传统的空气分离方法）压缩膨胀液化（深冷）精馏低温法的核心2、吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。
特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。
3、膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。
穿透膜的速度比快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低，纯度低（氧气纯度约25%~35%）二、学习的基本内容1、低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律；传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主；流体力学：伯努利方程、连续性方程；2、获得低温的方法绝热节流相变制冷等熵膨胀3、溶液的热力学基础拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心）4、低温工质的一些性质：（空气、O、N、Ar）5、液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等）6、气体分离（结合设备）三、空分的应用领域1、钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）；2、煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电；3、化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气；4、造纸：漂白剂；5、国防工业：氢氧发动机、火箭燃料；6、机械工业；四、空分的发展趋势○现代工业——大型、超大型规模；○大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇；○污水处理：富氧曝气；○二次采油；第一章空分工艺流程的组成一、工艺流程的组织我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革：第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质；第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环；第三代：可逆式换热器；第四代：分子筛纯化；第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环；第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩；○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品；○内压缩流程：化工类：5~8 ：临界状态以上，超临界；钢铁类：3.0 ，临界状态以下；二、各部分的功用净化系统压缩冷却纯化分馏（制冷系统，换热系统，精馏系统）液体：贮存及汽化系统；气体：压送系统；○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；（热力学第二定律）○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用；○纯化：防爆、提纯；吸附能力及吸附顺序为：；○精馏：空气分离换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件；制冷系统：①维持冷量平衡②液化空气膨胀机方法节流阀膨胀机制冷量效率高：膨胀功W；冷损：跑冷损失Q1复热不足冷损Q2生产液体产品带走的冷量Q3第一节净化系统一、除尘方法：1、惯性力除尘：气流进行剧烈的方向改变，借助尘粒本身的惯性作用分离；2、过滤除尘：空分中最常用的方法；3、离心力除尘：旋转机械上产生离心力；4、洗涤除尘：5、电除尘：二、空分设备对除尘的要求对0.1 以下的粒子不作太多要求，因过滤网眼太小，阻力大；对0.1 以上的粒子要100%的除去；三、过滤除尘的两种过滤方式1、内部过滤：松散的滤料装在框架上，尘粒在过滤层内部被捕集；2、表面过滤：用滤布或滤纸等较薄的滤料，将尘粒黏附在表面上的尘粒层作为过滤层，进行尘粒的捕集；自洁式过滤器：1 以上99.9%以上；阻力大于1.5KPa。
空分的工艺流程和原理
空分的工艺流程和原理
空分，即空气分离，是指将空气中的氧氮混合气体通过分离工艺分离出纯氮、纯氧或其他常见气体的过程。
空分工艺主要包括压力摩擦吸附法（PSA）和低温常压分馏法（Linde法）。
1. 压力摩擦吸附法（PSA）：
- 原理：根据不同气体在固体吸附剂上的吸附性能的差异，利用压力变化来实现气体的分离。
PSA主要利用碳分子筛（CMS）吸附剂，通过交替的压缩和减压步骤，将氮气和氧气分离出来。
- 工艺流程：
a. 压缩：将空气通过压缩机增压至较高的压力。
b. 预冷：利用冷却器将压缩后的空气冷却至较低温度。
c. 吸附：将冷却后的空气通入吸附器中，吸附剂上的氮气被吸附，氧气通过。
d. 减压：关闭进气口，将吸附剂从高压状态减压至大气压，氮气被释放出来。
e. 冲洗：用一部分净化后的气体（再生气体）进行冲洗，去除吸附剂上的杂质。
f. 再生：将再生气体排出，吸附剂恢复正常吸附性能，准备下一次吸附分离。
2. 低温常压分馏法（Linde法）：
- 原理：根据气体的沸点差异，在低温下将空气分馏成液氧和液氮。
Linde法主要利用精馏塔进行分离。
- 工艺流程：
a. 压缩：将空气通过压缩机增压至较高的压力。
b. 预冷：利用冷凝器将压缩后的空气冷却至较低温度。
c. 分馏：将冷却后的空气进入精馏塔，精馏塔内设置的塔板使得氮气和氧气按沸点差进行分离。
d. 出口：分离后的纯氮和纯氧按需求从相应的出口取出。
e. 再压缩：将余下的气体再次经过压缩机增压，以提高分离效率。
空分工艺流程和原理的具体细节可能会有所差异，但以上是常见的空分工艺流程和原理。
空分 原理
空分原理
空分是一种物理分离技术，用于将混合物中的不同组分分开。
其原理基于各组分在空气或气体流动中的运动特性不同，通过调整流速、温度等参数，使得组分之间的分离效果达到最佳。
空分过程中最常用的方法之一是气体吸附，即利用不同组分在固体表面上的吸附性质的差异来实现分离。
在气相吸附过程中，混合气体被通入吸附剂床，其中的特定成分因吸附力较强而被固定在吸附剂上，而其余成分则通过吸附展开被移除。
随后吸附剂中的已吸附组分被冲出，从而实现了混合气体的分离。
另一种常见的空分方法是气体凝聚。
凝聚是指通过降低混合气体的温度，使其达到饱和蒸汽压以下而发生液相转化的过程。
由于不同成分的蒸汽压不同，随着温度的降低，特定组分会首先液化，从而与其他组分分离。
还有一些其他常见的空分技术，包括压力摩尔分数关系方法（例如常见的裂解和气体吸附等方法）和温度摩尔分数关系方法（例如常见的蒸馏和吸附冷凝等方法）。
这些方法通过调整压力和温度，使不同成分在不同条件下具有不同的平衡浓度或相态，从而实现分离。
需要注意的是，在空分过程中，良好的设计和操作控制是十分重要的。
合理设置精确的参数、选择适当的吸附剂或冷凝剂，以及充分利用各种现有的分离设备和技术，都可以提高分离效率和产品纯度。
空分的主要设备及原理
空分的主要设备及原理
空分的主要设备是分离塔，其原理是利用混合物中组分的不同物理或化学性质，在适当的条件下将其分离。
分离塔可以根据具体的分离原理和要分离的物质进行不同的设计和操作。
常见的空分设备有以下几种：
1. 蒸馏塔：利用不同组分之间的沸点差异进行分离。
将混合物加热至其中一个组分的沸点，该组分蒸发并升入塔顶，然后通过冷凝器进行冷却，变为液体收集，从而分离出所需组分。
2. 吸附塔：利用吸附剂具有吸附不同组分的能力，将混合物中的某个组分吸附在固体吸附剂上，然后通过适当的操作将吸附剂上的组分释放出来，从而实现分离。
3. 色谱塔：利用不同组分在固定相上的分配系数差异进行分离。
混合物通过凝聚相，然后逐渐通过固定相，不同组分因分配系数不同而分离。
4. 膜分离器：利用选择渗透性的膜，根据组分在膜上的渗透速率差异进行分离。
混合物通过膜时，渗透速率较高的组分通过膜，而速率较低的组分则不能通过，从而实现分离。
5. 结晶器：利用溶解度的差异将混合物中的某个组分结晶出来，然后通过离心或过滤等方法将结晶物与溶液分离。
这些设备的具体选择与设计将取决于要分离的混合物以及更详细的分离要求。
空分工艺讲解
空分工艺讲解一、空分工艺的基本原理空分工艺的基本原理是根据不同组分在混合物中的物理性质差异，利用适当的方法对混合物进行分离，得到纯净的产品。
这些物理性质主要包括沸点、溶解性、相对挥发性、分子大小、吸附性等因素。
1.蒸馏技术蒸馏技术是一种通过液体的汽化和凝结的过程对混合物进行分离的方法。
在蒸馏过程中，液体混合物被加热至某一温度，其中具有较低沸点的组分首先升华成为蒸汽，再通过冷凝器冷却变为液体，从而分离出较纯净的产品。
蒸馏技术适用于对分子量差异较大的组分，如水和乙醇的分离。
2.吸附技术吸附技术是通过吸附剂对混合物中的成分进行选择性吸附，从而实现混合物的分离。
吸附技术适用于对分子大小差异较大的组分，通常用于气体或液体混合物的处理。
吸附剂的种类繁多，可以根据混合物的成分和要求选择合适的吸附剂进行分离。
3.结晶技术结晶技术是一种通过物质在溶液中溶解度的差异进行分离的方法。
在结晶过程中，将混合物溶解于适当的溶剂中，通过控制温度、浓度等条件，使其中一种组分结晶析出，从而实现混合物的分离。
结晶技术适用于对溶解度差异较大的组分，如盐类、有机物等的分离。
4.膜分离技术膜分离技术是一种利用半透膜对混合物进行分离的方法。
在膜分离过程中，通过半透膜的选择性透过性，使其中一种组分透过膜而另一种组分被阻挡在膜的一侧，从而实现混合物的分离。
膜分离技术适用于对分子大小、分子极性等性质差异较大的组分。
5.萃取技术萃取技术是一种通过溶剂对混合物进行分离的方法。
在萃取过程中，利用不同溶剂对混合物中的组分进行选择性溶解，从而实现混合物的分离。
萃取技术适用于对溶解性差异较大的组分，如酸碱、有机物等的分离。
二、空分工艺的应用领域空分工艺在化工生产过程中有着广泛的应用，主要包括以下几个领域：1.石油化工行业在石油化工行业中，空分工艺被广泛应用于石油的提炼、燃料的分离、乙烷等化学品的生产等过程中。
通过蒸馏、吸附、膜分离等方法，可以分离出不同组分的产品，提高产品的纯度和品质。
空分基础知识
空分基础知识空分是一种常用的物理分离技术，通过利用物质在气相和液相之间的分配行为，将混合物中的组分分离开来。
空分技术广泛应用于化工、制药、石油、天然气等领域，具有高效、可控性强的特点。
一、空分的基本原理空分的基本原理是根据物质在不同相态下的物理性质的差异，通过调节温度、压力等条件，使混合物中的组分分配到不同的相中。
常见的空分技术包括蒸馏、吸附、萃取、膜分离等。
1. 蒸馏蒸馏是一种利用液体的沸点差异进行分离的方法。
通过加热混合物，使其中沸点较低的组分先蒸发，并在冷凝器中冷凝回液体，从而实现分离。
蒸馏广泛应用于石油化工、制药等领域。
2. 吸附吸附是一种利用固体吸附剂对混合物中组分的吸附能力差异进行分离的方法。
通过将混合物经过吸附床，使其中不同组分在吸附剂表面的吸附能力不同，从而实现分离。
吸附广泛应用于气体分离、有机废气处理等领域。
3. 萃取萃取是一种利用溶液中组分溶解度差异进行分离的方法。
通过将混合物与适当的溶剂接触，使其中溶解度较高的组分在溶剂中溶解，从而实现分离。
萃取广泛应用于化工、制药等领域。
4. 膜分离膜分离是一种利用膜的选择性通透性进行分离的方法。
通过选择适当的膜材料和适当的工艺条件，使其中某些组分可以通过膜，而其他组分被阻隔在膜的一侧，从而实现分离。
膜分离广泛应用于水处理、气体分离等领域。
二、空分技术的应用空分技术在各个领域都有着重要的应用。
以下列举几个常见的应用案例：1. 空分技术在石油化工中的应用石油化工是空分技术应用最广泛的领域之一。
通过空分技术，可以将石油中的不同组分，如乙烯、丙烯等分离出来，用于生产塑料、橡胶等产品。
2. 空分技术在制药中的应用制药领域也是空分技术的重要应用领域之一。
通过空分技术，可以将药物中的不同成分进行分离纯化，提高药物的纯度和质量。
3. 空分技术在天然气中的应用天然气中常常含有多种组分，如甲烷、乙烷、丙烷等。
通过空分技术，可以将其中的不同组分进行分离，从而提高天然气的纯度和质量。
空分行业知识点总结
空分行业知识点总结一、空分行业概述空分行业是指空分设备的制造、运营和维护领域。
空分设备是一种用于分离大气中的氮、氧和稀有气体的装置，广泛应用于石油化工、冶金、医疗、电子、食品等领域。
空分行业在现代工业中具有重要作用，其发展水平直接关系到国家经济的发展和国际竞争力。
二、空分设备分类1. 空分设备按工艺流程可分为常压空分设备和低温空分设备。
2. 常压空分设备主要包括压缩空气系统、冷却系统、分离系统、精馏系统等。
3. 低温空分设备主要包括膨胀机、空分列塔、凝结器、空分风机等。
三、空分设备原理1. 常压空分设备原理：利用分子筛或吸附剂将压缩空气中的杂质气体分离，然后通过压缩机将气体压缩，通过换热器进行降温，最终将气体分离为氮气、氧气和稀有气体。
2. 低温空分设备原理：通过膨胀机将压缩空气膨胀，降低温度，然后通过空分列塔进行分离，最终得到高纯度的氮气、氧气和稀有气体。
四、空分设备的制造1. 空分设备的制造包括设计、制造、安装和调试等环节，需要精密的工艺流程和设备。
2. 制造空分设备需要考虑设备的工作条件、材料选择、焊接工艺、气密性、安全性等因素，确保设备性能和稳定性。
五、空分设备的运营1. 空分设备的运营包括设备启停、检修、清洁、维护等工作，需要遵守操作规程和安全操作规范，确保设备安全稳定运行。
2. 运营过程中要定期对设备进行检测、维护和保养，及时处理设备问题，确保设备的长期可靠运行。
六、空分设备的市场应用1. 空分设备广泛应用于石化、冶金、电子、医药、食品等领域，满足不同行业对氮气、氧气和稀有气体的需求。
2. 随着工业技术的进步，空分设备的应用市场不断扩大，对设备性能和质量要求也越来越高。
七、空分行业的发展趋势1. 空分行业在绿色、高效、低碳发展的方向上不断前进，注重环保和节能减排。
2. 随着科技的发展，空分设备的工艺和设备技术将不断更新，提高设备性能和智能化水平。
3. 空分行业将逐步向大型化和集约化发展，提高设备产能和生产效率。
现代空分技术及操作原理
现代空分技术及操作原理一、引言随着工业化进程的不断发展，对于高纯度气体的需求越来越大。
而现代空分技术作为一种重要的气体分离技术，广泛应用于各个领域。
本文将介绍现代空分技术的操作原理及其在工业生产中的应用。
二、现代空分技术的操作原理1. 空分技术概述现代空分技术是利用气体的不同分子大小和亲和力差异进行分离的技术。
通过物理或化学方法，将空气中的气体分子按照其分子大小、极性和亲和力进行分离，得到所需的高纯度气体。
2. 空分设备现代空分技术主要借助空分设备来实现气体的分离。
空分设备主要包括空分列、压缩机、膜分离器等。
其中，空分列是最常用的设备，通常采用吸附剂填充的固定床结构，通过气体在吸附剂上的吸附和解吸作用实现分离。
3. 空分工艺现代空分技术主要包括吸附分离、膜分离、冷却分离等多种工艺。
其中，吸附分离是最常用的工艺之一。
该工艺利用吸附剂对不同气体的吸附能力不同，通过在吸附剂上交替循环吸附和解吸，实现气体的分离。
三、现代空分技术的应用1. 工业气体制备现代空分技术广泛应用于工业气体的制备中。
通过空分技术，可以从空气中提取出高纯度的氧气、氮气和稀有气体等。
这些气体在工业生产中具有广泛的应用，如氧气可用于钢铁冶炼、化工生产等，氮气可用于化工反应的惰性气体，稀有气体可用于气体灯、半导体制造等领域。
2. 医疗气体供应现代空分技术还广泛应用于医疗气体供应领域。
通过空分技术，可以提取出高纯度的氧气，用于医疗机构的氧疗、麻醉和呼吸辅助等应用。
同时，空分技术还可用于制备一氧化氮、二氧化碳等医疗气体。
3. 石油化工行业现代空分技术在石油化工行业中也扮演着重要角色。
通过空分技术，可以从空气中提取出高纯度的氧气，用于石油化工反应的氧化剂。
此外，空分技术还可用于提取出高纯度的氮气，用于石油化工反应的惰性气体。
4. 食品行业在食品行业中，现代空分技术也有着广泛应用。
通过空分技术，可以提取出高纯度的氧气，用于食品加工过程中的氧化、发酵等反应。
空分原理
空分原理绪论一、空气分离的几种方法：先将空气→压缩→膨胀→液化然后在精馏塔内利用氧、氮沸点的不同，用精馏方法分离是两个过程：液化和精馏是深冷和精馏的统一上塔主要是分离，下塔是液化和初步分离特点：产量大，纯度高缺点：能耗大，设备投资大2、吸附法：利用固体吸附剂对气体混合物中某些组分吸附能力的差异进行的。
（1)、变压吸附制氧，用PU-8型分子筛（2)、变压吸附制氮,专用分子筛工艺特点：优点：方便，能耗小，投资小，只是再生时有能量损耗缺点：产量小，纯度不够，易损件多02目前能做到8000Nm3／h，纯度95％，N299．9％3、薄膜渗透法：利用有机聚合膜的渗透选择性从流体混合物中使特定组分分离的方法。
主要用来制氮。
特点：同变压吸附法基本相同，不同的是基本没有能耗。
二、学习的基本内容1、热力学第一、第二定律、传热机理、流体力学2、获得低温的方法(1)相变制冷、(2)、等熵膨胀(3)、绝热节流3、溶液热力学基础：拉乌尔定理、康诺瓦罗夫定理4、低温工质的一些物性5、液化循环6、气体分离三、空分的应用领域1、钢铁，1t钢50---60Nm3 022、能源，城市煤气化3、化工领域，化肥、电子、玻璃4、造纸，Ca2ClO35、国防工业火箭研究、太空研究6、机械行业焊接、切割Ar：不锈钢、保护气Ke：发光材料、灯泡绝缘玻璃四、发展趋势(1) 大型、超大型（2)四大启动：煤化工、煤化工联合循环发电、液化天然气接受站、还原法炼铁(1t铁500—600 Nm3 02)煤化工：包括煤代油：甲醇混合燃料85％甲醇、1 5％汽油煤制油：煤直接制油C+H=CnHm 代表shell炉煤间接制油：水煤气C+H20=高温高压→CO+H2O→德士古炉→甲醇液化天然气接受站主要回收冷量。
（3)、二次采油：产量下降用挤海绵的方法向油井注氮气(4)、托卡马克装置（人造太阳），受控热核聚变空分装置最大的是南非索萨尔的11．388万方／h制氮装置理论上和实际上能做到18万方/h，目前国内最大的是杭氧的6万方／h，在杭州还有一个液空杭州，是独资企业，给加拿大做了一套10万方第一章空分工艺流程的组成一、工艺流程的组织：分馏塔系统分为：制冷、换热、精馏；预冷系统分为氨水冷和冷气机组仪控和电控系统贯穿整个系统。
空分设备工作原理
空分设备工作原理空分设备（Air Separation Unit，简称ASU）是一种用于将空气中的气体分离、纯化和直接制取高纯度气体的装置。
其工作原理是基于空气中氧气、氮气和其他不同成分的物理性质和气体分离过程。
空分设备主要包括空气预处理、空气压缩、制冷和分离等几个关键步骤。
首先，空气预处理是将从大气中吸入的空气进行净化处理，去除尘埃、水分、油脂等杂质。
这一步骤主要通过过滤、冷凝和吸附等方法实现。
接下来，将经过预处理的空气送入空气压缩机。
压缩机将空气进行压缩，提高其压力和温度。
通过压缩，气体分子的平均距离减小，其能量和速度增加，为后续的分离过程提供必要的动能。
压缩后的空气进一步进入制冷循环系统，通过冷却器和凝汽器进行冷却。
凝汽器中的冷却介质会吸收空气中的热量，使空气进一步冷却至低温。
同时，制冷剂在冷却器中进行冷却过程，使其重新呈液体状态，为后续的冷凝过程做准备。
在冷却器之后，空气进一步进入分离塔。
分离塔采用一种叫做精馏的物理分离过程，将空气中的氧气和氮气分离。
这是基于氧氮的沸点差异，实现了两种气体的分离。
当与空气相联系的分离塔中的氧气沸点下降（-183）时，分离塔中的温度达到了沸点水平。
在分离塔内，氧气在较高温度区上升，而氮气则下降，由此实现两种气体的分离。
分离塔通常采用多级精馏，通过多个纯化阶段，氧氮混合物不断被纯化，同时从塔底和塔顶输出纯净的氮气和氧气。
最后，纯净的氮气和氧气被分别收集和冷凝，用于不同的应用领域。
纯净的氮气广泛应用于化工、电子、食品加工、金属加工等行业，而纯净的氧气主要用于冶金、化工和医疗等领域。
总结而言，空分设备通过空气预处理、空气压缩、制冷和分离等步骤，将空气中的氧气、氮气等气体分离、纯化，并得到高纯度的氮气和氧气。
其工作原理是基于气体分子的物理性质，利用压缩、冷却和精馏等过程实现气体的分离和纯化。
空分设备在工业生产和科研领域发挥着重要的作用，满足了各种行业对高纯度气体的需求。
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一、描述:采用低温精馏的方法，将空气压缩机岗位送来的0.5MPa原料空气经预冷、净化、精馏、分离等过程，生产出合格的氧、氮气体，送氧、氮压机岗位供甲醇主装置使用.空分装置的工作包括下列过程：⑴空气的过滤和压缩⑵空气中水份和二氧化碳的消除⑶空气被冷却到液化温度⑷冷量的制取⑸液化⑹精馏⑺危险杂质的排除1. 空气的过滤和压缩大气中的空气先经过空气过滤器过滤其灰尘等机械杂质，然后在空气透平压缩机中被压缩到所需的压力，由中间冷却器提供级间冷却，压缩产生的热量被冷却水带走。
2. 空气中水份和二氧化碳的清除原料空气中的水份和二氧化碳若进入空分设备的低温区后，会形成冰和干冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔，因而配用分子筛吸附器来予先清除空气中的水份和二氧化碳，进入分子筛吸附器的空气温度约为10℃。
分子筛吸附器成对切换使用，一只工作时另一只在再生。
3 .空气被冷却到液化温度空气的冷却是在主换热器中进行的，在其中空气被来自精馏塔的返流气体冷却到接近液化温度。
与此同时，低温返流气体被复热。
4. 冷量的制取由于绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温流体，分馏塔所需的冷量是由空气在膨胀机中等熵膨胀和等温节流效应而获得的。
5. 液化在起动阶段，加工空气在主换热器和过冷器中与返流低温气体换热而被部分液化，在正常运行中，氮气和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进行的，由于两种流体压力的不同，氮气被液化而液氧被蒸发，氮气和液氧分别由下塔和上塔供给，这是保证上、下塔精馏过程的进行所必需具备的条件（注：起动时，大部分气体也是在主冷中被冷却至液化温度而被液化的）。
6. 精馏空气中主要组份的物理特性如下表2.1和表2.2表2.2空气中99.04%是氧气和氮气，0.932%是氩气，它们基本不变。
氢、二氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化，空气中的水蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响而变化较大。
水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同的性质，在大气压力下，水蒸汽达到0℃和二氧化碳达到-79℃时，就分别变成冰和干冰，就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。
因此这些组份必须在空气进冷箱前除去。
空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙炔。
在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能，因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1PPm，这必须予以充分的注意。
稀有气体中的不凝性气体如氖氦气，由于其冷凝温度很低，总以气态集聚在冷凝蒸发器中，侵占了换热面积，而影响换热效果，因此也要经常排放。
分离过程可获得相当产量的高纯度产品。
空气的精馏是在氧—氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的，气体自下而上流动，而液体自上而下流动，该过程由筛板（填料）来完成。
由于氧、氮组份沸点的不同，氮比氧易蒸发，氧比氮易冷凝，气体逐板（段）通过时，氮浓度不断增加，只要有足够多的塔板（填料），在塔顶即可获得高纯度的氮气；反之液体逐板（段）通过时，氧浓度不断增加，在下塔底部可获得富氧液空，在上塔底部可获得高纯度氧气。
在下塔中空气被初次分离成富氧液空和氮气，液空由下塔底部抽出后经节流送入和液空组份相近的上塔某段上，一部分液氮由下塔顶部抽出后经节流送入上塔顶部，液空和液氮在节流前先在过冷器中过冷。
空气的最终分离是在上塔进行。
产品氧气是由上塔底部抽出，而氮气由上塔顶部抽出，并通过主换热器复热到常温后送出。
7. 危险杂质的排放空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙炔。
在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能，因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1PPm，这必须引起充分的注意。
在冷凝蒸发器中，由于液氧的不断蒸发，将会使碳氢化合物有浓缩的危险，但是只要从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧就可防止浓缩。
而当在冷凝蒸发器中提取液氧时，就可不用再另外排放液氧来防止碳氢化合物浓缩。
三、工艺流程说明1. 空气预冷系统压缩后的空气进入空气冷却塔，自下向上流过，被从冷却塔中部喷下的循环水和上部喷下的冷冻水冷却并洗涤，空气温度降低到16℃以下，除去残余的固体微粒，并除去部分CO2、SO2、NO X和空气中含有的部分气态H2O。
“冷冻水”是脱盐水与干燥低温的气体（氮、污氮）逆向接触，吸收了气体的冷量，同时部分水气化又吸收大量气化潜热，使未被气化的水温大大降低。
这部分降温水温度通常在8～12℃称为“冷冻水”。
2．空气纯化系统出冷却塔的空气进入纯化系统，由两台立式容器构成的纯化器采用双床层构造，下层平铺活性氧化铝，上层平铺分子筛，均有一定容积高度。
空气自下而上先通过一台纯化器的氧化铝层，除去大部分H2O，和一定量CO2，然后又穿过分子筛床层，除去残余H2O和CO2，并能除去绝大部分不饱和烃类（C2H4、C3H6），使空气变得非常洁净。
其标准是CO2＜1PPm，H2O要在-60℃露点以下。
当一台纯化器进行吸附工作的同时，另一台吸附器则利用分馏塔送出的部分污氮（含氧约3～5%）通过电加热器加热至165℃，送向穿过分子筛和氧化铝层进行加热，再用冷污氮吹扫降温，称为“再生”过程。
3．空气分馏系统和膨胀机组由纯化器送出的洁净空气约1/6进入增压机，消耗由膨胀机输出的功空气压力得以提高。
经冷却至40℃，通过主换热器增压空气通道。
与间壁-172℃以下的冷气体换热，增压空气降低到-105℃左右进入膨胀机进行等熵膨胀作功。
自身压力降低，温度急剧下降，最后进入分馏塔上塔参与精馏，也有部分随污氮换热后送出。
由纯化器送出的大部分洁净空气则进入主换热器的空气通道。
被精馏塔送出的低温气体间壁冷却到接近露点（约-172.5℃）。
露点空气先进入分馏塔的下塔下部，进行中压（0.46MPaG）精馏,在下塔上升气体与下流液体多次充分接触进行传质传热,上升气体中的氮浓度逐渐增加，在主冷凝蒸发器的冷凝侧氮气被主冷蒸发侧沸腾的液氧吸收热量，将氮气冷凝成液氮，做为上、下塔回流液，而蒸发侧的液氧吸收了氮气冷凝潜热，沸腾气化，形成上塔低压精馏的气体，下塔产生的富氧液空和液氮经过冷器降温，分别由LCV-1和HV-1节流膨胀降压后进入上塔，做为上塔的回流液，与上升气体逆向接触进行不断的传质传热。
最终在上塔上部得到污氮，上塔顶部得到纯氮而在上塔下部的冷凝蒸发器的蒸发空间得到纯氧气。
四、主要设备基本结构及工作原理1.空气冷却塔（设备位号E2416）工作原理：空气由下而上穿过空冷塔的填料层，被从上往下的水冷却，并同时洗涤部分NOX，SO2，Cl-等有害杂质，最后穿越顶部的丝网分离器，进入分子筛系统。
进入空冷塔的水分为两段。
下段为冷却水，经循环水泵加压入空冷塔中部，上段冷冻水为脱盐水，冷却水自塔顶喷淋下来，与自下而上流动的空气相混合，进行热质交换。
空气把热量传给冷却水，使本身温度降低，水温升高。
为防止空气带出水滴，在塔的上部还装有丝网除沫器（亦称捕集层）以及机械水分离器（惯性分离）。
由喷淋装置喷出的冷却水经分配器沿填料层向下流动，在填料层每隔一定距离还设有再分配水的溢流圈，不致使水直接沿容器壁下流而影响传热效果。
2．水冷却塔（设备位号E2417）工作原理：从空冷塔换热过的脱盐水从顶部喷淋向下流动，主换热来的温度较低的污氮气自下而上的流动，两者直接接触，即传热又传质，一方面由于水的温度高于污氮的温度，就有热量直接从水传给污氮，使水得到冷却，另一方面由于污氮比较干燥，相对湿度只有30%左右，所以水的分子能不断蒸发、扩散到污氮中去。
而水蒸发需要吸收汽化潜热，从水中带走热量，就使得水的温度不断降低。
3.分子筛吸附器（设备位号A2626A）吸附过程原理：空气从分子筛的下层进入，经过活性氧化铝吸附掉大部分水分，再经过分子筛吸附剂吸附少量的水分以及CO2 、乙炔及其他碳氢化合物。
再生过程原理：吸附过程持续四小时后，两只纯化器切换，空气进入另一只纯化器进行吸附。
吸附过程结束的纯化器逆向放压，使纯化器压力降至大气压，然后用分馏塔来的污氮气，经两台电加热器加热对纯化器进行再生。
之后用分馏塔出来的冷污氮气将再生结束的纯化器吹冷，以备下次切换用。
4.增压膨胀机组（设备位号C1261）增压透平膨胀机是一种旋转式制冷机械，它由蜗壳、导流器、工作轮和扩压器等主要部分组成。
工作原理:当具有一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后，被均匀的分配到导流器中，导流器上装有喷嘴叶片，气体在喷嘴中将气体的热力学能（内能）转化成流动的动能，气体的压力和焓降低，出喷嘴的流速可高达200m/s左右，当高速气体冲到叶轮的叶片上时，推动叶轮旋转并对外做功将气体的动能转化为机械能。
通过转子轴带动增压机对外输出功。
从气体流经膨胀机的整体过程来看，气体压力降低是一膨胀过程，同时对外输出了功。
输出外功是靠消耗气体内部的能量，反映出温度的降低和焓值的减少，即是从气体内部取走了一部分能量（也是通常所说的制冷量）5．分馏塔（设备位号T3212）基本结构：主要由上塔、下塔、主冷凝蒸发器和过冷器组成。
上塔为填料塔，下塔为筛板塔。
工作原理：来自主换热接近露点的空气进入下塔，经下塔的精馏，在顶部获得氮气，经主冷凝蒸发器冷凝，冷凝的液体一部分做为下塔的回流液，一部分经过冷器过冷后，再节流后作为上塔回流液送至上塔顶部，在下塔底部得到富氧液空，经过冷器过冷后，节流至上塔中部参与精馏。
经上塔精馏，在上部得到产品氮气，在顶部得到污氮气，氮气及污氮气经过冷器，去主换热组复热，在上塔底部得到氧气，也去主换热组复热。
液氧经主冷凝蒸发器底部抽出，液氮经过冷器后抽出入用户液氮贮存。
6.主换热基本结构：属于板翅式换热器，它是一种结构紧凑的高效换热器，每一个通道由隔板、翅片、导流片和封条组成。
工作原理：相邻两块隔板之间放置翅片、导流片，两边用封条封住，构成一个夹层，称为通道。
冷热流体的通道间隔布置，通过隔板和翅片进行传热。