空分设备及工艺介绍PPT课件(54页)

空压机
加 压 空冷
系统
预 冷
纯化
纯 化
热交换
换 热
系统
系统
精馏 系统
用户 储存
制冷
液氧液氮 系统
膨胀机
精馏设备
下塔、主冷凝蒸发器 上塔、主冷凝蒸发器 粗氩Ⅰ、粗氩Ⅱ、粗氩冷凝器 纯氩蒸发器、纯氩塔、纯氩冷凝器
计算机 控制
控制 系统
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2.概述
精馏原理
1 气化 2 蒸发 3 沸腾 4 液化 5 物相 6 气液相平衡 7 精馏
空分设备及工艺 介绍
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1.介绍 近年来,随着国民经济的高速发展,为冶金、石化、
化工和航天等工业领域配套的大中型空分设备得到
迅速发展和广泛的应用。作为我国重大装备工业的
空分设备制造业,已经走过了 半个多世纪的历程,特别
是在国内经济高速发展的浪潮中,国产空分设备业主
久了辉煌的业绩;近10年来,空分设备的制氧规模从
1.介绍
特别是近5年,我国新建和在建空分设备的制氧 总量超过了以往50年的总量;技术的发展和应 用比历史上任何时期都迅速和频繁.
我公司采用10000m3/h空分采用液氧自增 压流程.是在*****行业首家利用深冷法制氧、 全面使用纯氧燃烧技术的企业，*****行业是 空分设备又一新的应用领域。
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1.介绍
我公司制氧站于****年初筹划立项， ******中旬开始破土动工，******顺利结束 空分设备的裸冷工作，并对部分缺陷进行处 理。****日进行空分设备的常温启动，历时 约60小时，空分设备顺利出氧，一次开车成 功，并向***炉送出合格氧气！
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1.介绍
空气分离方法 变压吸附分离
多次部分汽化的缺点：
或xD
y3
流程过于庞大；
设备费用极高； 部分汽化需要加热剂；
y2
x3
部分冷凝需要冷却剂；
能量消耗大； 纯产品的收率很低。
xF
x2 y1
x1
22
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4.精馏原理
4.3 多次部分汽化带回流
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4.精馏原理（多次部分汽化带回流）
Vn-1
Vn
V2 Vn-2
4.精馏原理
氧蒸汽压与温 度曲线
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4.精馏原理
氮蒸汽压与温 度曲线
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4.精馏原理
氩蒸汽压与温 度曲线
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4.精馏原理
4.1 一次部分汽化和多次部分汽化
冷凝器
分离器 xF
y1 加热器
x1
特点：分离效果差
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冷凝器 xF
加热器 x2 y1 分离器 加热器 x1
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4.精馏原理（多次部分汽化t-x-y）
B
温度t t1 t2 t3
P＝定值
1 2 3
A FL
0 xw x1 x2
xF x3 y1 y2 y3 x(y)
Baidu Nhomakorabea
100 组分％
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4.精馏原理（多次部分汽化）
y3
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3.词汇
气态化(气化)：将物质从液态变为气态 并伴随着吸热的过程称为气态化，也就 是经常简称的气化。
蒸发：气态化如果只是从液体的外部自 由表面产生，那么这种过程称为蒸发， 并且在任何一个温度下可以取某一个速 度进行。
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3.词汇
沸腾：气泡的生成如果不仅在液体的自 由表面，并且在整个体积内进行，这种 气态化称为沸腾。与蒸发的区别在于沸 腾是在特定的温度(所谓的沸腾温度或沸 点)下进行。
它取决于体系的热力学性质，是蒸馏过程的 热力学基础和基本依据。
相平衡是物质在各相之间分布的平衡。达到 平衡之后，各相的组成和数量不随时间改变.
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3.词汇
精馏：先将气体混合物冷凝为液体，然 后按照各组分蒸发温度的不同将他们分 离的过程。
精馏的原理：将空气冷凝为液体，然后 按照各组分蒸发温度的不同将空气分离。 （通俗的讲就是多次部分蒸发部分冷凝）
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3.词汇
汽液相平衡
在封闭容器中,如图所示。在一定条件下，液 相中各组分均有部分分子从界面逸出进入液面上 方气相空间，而气相也有部分分子返回液面进入 液相内。经长时间接触，当每个组分的分子从液 相逸出与气相返回的速度相同，或达到动平衡时 ，即该过程达到了相平衡。平衡时气液两相的组 成之间的关系称为相平衡关系。
液化（冷凝）：将物质从气态变成液态 并伴随着放热的过程称为液化或冷凝。
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3.词汇
物相：如果系统状态的参数值在系统所 有各点都是一致或者作连续的变化而没 有突变，那么这种系统就称为单相的或 均一的系统。具有一定数量并在整个质 量中是物理性质均一的物质称为物相。 如果用任意的方法将物相分成几部分， 那么所有部分的状态是相同的。
4.精馏原理（一次部分汽化t-x-y）
P＝定值
B
露点线
温度t t1
G
C
A FL
0 xw x1
xF
y1
x或y
yF 100
泡点线
组分％
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4.精馏原理
4.2 多次部分汽化
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4.精馏原理（多次部分汽化）
y3 或xD
冷凝器
冷凝器
y2
y3 分离器
加热器 x3 分离器
变压吸附法是利用分子筛对氧或氮的吸附性能不同的特性， 且通过压力变化而实现氧氮分离的方法。一般产品纯度不高， 回收率低。
膜分离
膜分离法是利用膜对氧氮透过性不同进行空气分离，氧纯 度很低。也是一般产品纯度不高，回收率低。
精馏分离
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1.介绍
系统介绍：
产品
压缩机
气氧气氮 或
原料 空气
在一个标准大气压下，氧被冷却到90.188K，氮被 冷却到77.36K，氩被冷却到87.29K都变成液态。
t＝T－273.16
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4.精馏原理
4.1单组分汽－液相平衡 压力与温度的关系式：
P=ψ(T) 饱和蒸汽压曲线 汽液相平衡曲线
临界点 液相区
气相区
气相区
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15000m3/h等级扩展到50000m3/h等级;每年生产的空
分设备制氧总量也从每小时十几万立方米增加到一
百万立方米。与此同时,空分技术也得到了迅速的发
展和应用,如采用规整填料塔及全精馏无氢制氩技术
、新型的内压缩流程技术、先进的高级控制技术、
各种先进配套部机的应用更完善的安全运行和操作
技术等.
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