空分工艺培训教程共47页
合集下载
空分培训教材
空分培训教材一、工艺流程：原料空气由吸入箱吸入，经自洁式空气过滤器AF去除灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩至0.52Mpa、100℃左右，压缩空气经空气冷却塔洗涤冷却至6～10℃，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H20、C02、C2H2和CmHn，出分子筛的空气为≤24℃分为三路：一路进入分馏塔中，空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度(-173℃)，并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入下塔。
另一路空气(5000m3/h)作为膨胀气体，去增压膨胀机增压后再进入主换热器与返流气体换热。
这部分空气被冷却至-120℃左右，从主换热器中抽出，部份与未抽出的在主换热冷端引出的-173℃，气体汇合后去膨胀机，膨胀后的空气进入上塔中部。
第三路少量空气去仪表空气系统，作为仪表气。
在下塔，空气被初步分离成氮和富氧液空，在塔顶获得99.99％的气氮，除少量被引出塔外作为压力氮外，大部份进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮回下塔作为下塔的回流液。
另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部，作为上塔回流液，下塔釜液36％02的液空，经过冷器过冷节流后进入上塔中部参加精馏。
不同状态的三股流体进入上塔经再分离后，在上塔顶部得到纯度为99.99％的氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔。
上塔底部的液氧在主冷被下塔的氮气加热而蒸发，其中12000m3/h、纯度99.6％的氧气，经主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸气参加精馏；在上塔上部把污氮抽出，经主换热器复热引出分馏塔。
从主冷引出(折合气200m3/h)液氧作为产品液氧送用户。
从分馏塔出来的污氮，一部分去纯化系统，再生分子筛，其余去水冷塔升温、增湿后放空。
合格的氮气出分馏塔后，送入用户氮气压缩机，压缩送出，其余部份去预冷系统的水冷却塔，升温、增湿后放空。
合格的氧气出分馏塔后，氧压机压缩送出。
下塔出来的压力氮出分馏塔后，送往氧透作密封气。
2024版年度空分培训课件教材
14
保持设备清洁，及时清 理灰尘、油污等杂物。
设备异常处理措施
01
02
03
04
发现设备异常情况，立即采取 措施停机检查。
对于设备故障，应及时通知专 业维修人员进行维修。
对于设备事故，应按照应急预 案进行处理，防止事故扩大。
详细记录设备异常情况、处理 措施及效果，为后续工作提供
参考。
2024/2/3
空气压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化系统
精馏塔
2024/2/3
用于将原料空气压缩至所需压力， 是空分设备的动力来源。
利用分子筛的吸附性能，除去空 气中的水分、二氧化碳等杂质。
10
操作参数及影响因素
操作参数
包括原料空气流量、压力、温度、产品纯度等，这 些参数直接影响空分设备的运行效果和产品质量。
影响因素
29
培训效果反馈机制建立
学员反馈
通过问卷调查、座谈会等方式收集学员对培训的 意见和建议。
教师评估
对教师的教学质量进行评估，以便及时调整教学 策略。
企业反馈
与企业保持沟通，了解学员在实际工作中的表现， 评估培训效果。
2024/2/3
30
持续改进方向和目标
01
完善课程体系
根据学员反馈和企业 需求，不断完善空分 培训课程体系。
2024/2/3
生产过程监控
对生产过程中的关键参数 进行实时监控，如温度、 压力、流量等，确保生产 过程处于受控状态。
产品抽样检测
定期对产品进行抽样检测， 及时发现并处理潜在的质 量问题。
19
不合格产品处理流程
隔离存放
对不合格产品进行隔离存放，避 免与合格产品混淆。
处理措施
保持设备清洁，及时清 理灰尘、油污等杂物。
设备异常处理措施
01
02
03
04
发现设备异常情况，立即采取 措施停机检查。
对于设备故障，应及时通知专 业维修人员进行维修。
对于设备事故，应按照应急预 案进行处理，防止事故扩大。
详细记录设备异常情况、处理 措施及效果，为后续工作提供
参考。
2024/2/3
空气压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化系统
精馏塔
2024/2/3
用于将原料空气压缩至所需压力， 是空分设备的动力来源。
利用分子筛的吸附性能，除去空 气中的水分、二氧化碳等杂质。
10
操作参数及影响因素
操作参数
包括原料空气流量、压力、温度、产品纯度等，这 些参数直接影响空分设备的运行效果和产品质量。
影响因素
29
培训效果反馈机制建立
学员反馈
通过问卷调查、座谈会等方式收集学员对培训的 意见和建议。
教师评估
对教师的教学质量进行评估，以便及时调整教学 策略。
企业反馈
与企业保持沟通，了解学员在实际工作中的表现， 评估培训效果。
2024/2/3
30
持续改进方向和目标
01
完善课程体系
根据学员反馈和企业 需求，不断完善空分 培训课程体系。
2024/2/3
生产过程监控
对生产过程中的关键参数 进行实时监控，如温度、 压力、流量等，确保生产 过程处于受控状态。
产品抽样检测
定期对产品进行抽样检测， 及时发现并处理潜在的质 量问题。
19
不合格产品处理流程
隔离存放
对不合格产品进行隔离存放，避 免与合格产品混淆。
处理措施
空分工艺流程培训PPT
空气增压透平膨胀机，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺。
•
原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空
气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷
• 一、 杂质的清除系统（空气过滤器和纯化系统）；
• 二、 空气加压系统（空压机及增压机系统）；
• 三、 空气的冷却和液化系统（预冷系统和膨胀机、换热器系统）；
• 四、 空气的精馏系统（分馏塔系统）；
2•02五0/11、/19 产品的输送、贮存系统（压氮系统空和分工液艺体流程贮培训存系统）；
11
KDON-48000/80000型
• 本装置生产的纯度为99.8%的氧 气主要供下游气化装置使用，作 为气化炉的原料气参加反应；
• 纯度为99.99%的氮气供下游工 艺生产使用，作为保护气和吹扫 用气；
• 副产的工厂空气、仪表空气供所 有化工区各分厂和正常生产动力 车间生产装置使用，作为仪表气 源和吹扫用气。
2020/11/19
空分工艺流程培训
2020/11/19
空分工艺流程培训
7
二、克旗煤制气公司配 套的空分装置的流程和 特点
2020/11/19
空分工艺流程培训
8
克旗公司采用的空分装置特点
• 本界区空分装置共三期六套，其 中主精馏塔由杭州杭氧股份公司 制造，单套空分装置制氧能力 48,000Nm3/h，制氮能力 80,000Nm3/h，同时副产工厂 空气、仪表空气、液氮和液氧。
2020/11/19
空分工艺流程培训
6
• 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。
空分技术培训课件
科学实验
为科研机构提供高纯度气体，支持 科学实验和研究。
空分技术的发展历程
初始阶段
早期的空分技术主要采用低温 精馏法，随着技术的发展逐渐
被淘汰。
经典阶段
20世纪中叶，出现了以分子筛吸 附和膜分离为代表的新型空分技 术。
现代阶段
随着科技的进步，现代空分技术已 发展成为一个综合性、系统性的工 程领域，涉及多个学科的交叉融合 。
02
空分技术的基本原理与流程
空气分离的基本原理
空气的组成与性质
空气主要由氮气、氧气、氩气等组成，不同气体之间存在一定的物理和化学 性质差异。
空气分离的依据
空气分离主要依据空气中各组分气体之间的沸点、溶解度等差异，通过制冷 、吸附、膜分离等方式实现不同气体的分离和提纯。
空气分离的工艺流程
空气的过滤与净化
空气的压缩与冷却
将空气中的灰尘、杂质等去除，达到一定纯 净度的要求。
将空气压缩并冷却到适当的温度，以便进行 后续的分离处理。
空气的分离与提纯
产品的储存与输送
通过各种分离技术如精馏、吸附、膜分离等 ，将空气中的不同组分气体分离和提纯。
将分离出的不同气体进行储存、运输或直接 输送到下游用户手中。
空气分离的主要设备
。
采用高效分离技术
利用新型的高效吸附剂、高精 度的过滤器等，提高空气分离
的精度和效率。
加强过程控制
采用先进的控制系统，实现生 产过程的自动化和智能化，提
高分离效率。
开发新型的空气分离技术及设备
开发新型吸附剂
研究新的吸附剂材料，提高吸 附效率和寿命，降低能耗。
开发高效透平机组
通过采用高效的透平机组、压缩 机等设备，提高空气分离设备的 整体效率。
空分工艺流程培训课件_部分2
43
3.27沙钢制氧厂氧气管道爆炸事故
• 2008/3/27沙钢制氧厂氧气管道爆炸,死亡2人.其中一人为沙钢正处干 部,袁加宇厂长。教训：：开关氧气阀门要慢！不一定只是有杂质才 会爆炸，氧气管道瞬间加压产生的高温可能是主因！送氧之前一定要 记得先吹扫，之后送氧时氧气阀门一定要缓慢打开，速度千万不能快。
透平膨胀机制冷的基本原理
• 膨胀机是为空分装置提供冷量的设备， 根据能量转换和守恒定律，气体在透平膨 胀机内进行绝热膨胀对外作功时，气体的 能量一定要减少，从而使气体本身强烈地 冷却，而达到制冷的目的。
27
影响膨胀机制冷量大小的因素
• 1、 膨胀量：
• 膨胀量越大，氧提取率越底，膨胀量需同时满 足冷量平衡及精馏工况的需求。
39
空分装置的安全操作
• 在正常生产时，冷凝蒸发器液氧中的乙炔、碳氢化合物是 空分装置的主要引爆源，必须对其严格控制。液氧的安全 排放是冷凝蒸发器防爆的一个有力措施，不能忽视。 主 冷液氧液位不能长期处于低液位，尽可能避免低液位，低 液位易造成乙炔等CH化合物增浓，造成危险。
• 乙炔、碳氢化合物在液氧中的含量极限值规定如下:
人孔，适量通入冷箱密封气进行彻底加温； • （3） 与此同时必须将冷箱内所有设备加温至常温； • （4） 然后检查冷箱内气体的氧含量，若其氧含量超过
20.95%，则应调整空分设备静置等待，直到符合标准。以 上工作检查均合格，方可排砂； • （5） 珠光砂的排放必须从冷箱顶部逐渐向下排放，下 部人孔（包括珠光砂排放孔）严禁直接打开，珠光砂的排 放应缓慢，若有冰块，必须从冷箱顶部取出．
化合物名称 正常 值
报警值
停车值
乙炔
0.01PPm
0.1PPm
1PPm
3.27沙钢制氧厂氧气管道爆炸事故
• 2008/3/27沙钢制氧厂氧气管道爆炸,死亡2人.其中一人为沙钢正处干 部,袁加宇厂长。教训：：开关氧气阀门要慢！不一定只是有杂质才 会爆炸，氧气管道瞬间加压产生的高温可能是主因！送氧之前一定要 记得先吹扫，之后送氧时氧气阀门一定要缓慢打开，速度千万不能快。
透平膨胀机制冷的基本原理
• 膨胀机是为空分装置提供冷量的设备， 根据能量转换和守恒定律，气体在透平膨 胀机内进行绝热膨胀对外作功时，气体的 能量一定要减少，从而使气体本身强烈地 冷却，而达到制冷的目的。
27
影响膨胀机制冷量大小的因素
• 1、 膨胀量：
• 膨胀量越大，氧提取率越底，膨胀量需同时满 足冷量平衡及精馏工况的需求。
39
空分装置的安全操作
• 在正常生产时，冷凝蒸发器液氧中的乙炔、碳氢化合物是 空分装置的主要引爆源，必须对其严格控制。液氧的安全 排放是冷凝蒸发器防爆的一个有力措施，不能忽视。 主 冷液氧液位不能长期处于低液位，尽可能避免低液位，低 液位易造成乙炔等CH化合物增浓，造成危险。
• 乙炔、碳氢化合物在液氧中的含量极限值规定如下:
人孔，适量通入冷箱密封气进行彻底加温； • （3） 与此同时必须将冷箱内所有设备加温至常温； • （4） 然后检查冷箱内气体的氧含量，若其氧含量超过
20.95%，则应调整空分设备静置等待，直到符合标准。以 上工作检查均合格，方可排砂； • （5） 珠光砂的排放必须从冷箱顶部逐渐向下排放，下 部人孔（包括珠光砂排放孔）严禁直接打开，珠光砂的排 放应缓慢，若有冰块，必须从冷箱顶部取出．
化合物名称 正常 值
报警值
停车值
乙炔
0.01PPm
0.1PPm
1PPm
空分操作基础知识培训
冶金工业：连铸、连轧、钢材退火的保护气；转炉顶底复合吹氮炼钢， 冶金工业：连铸、连轧、钢材退火的保护气；转炉顶底复合吹氮炼钢，转炉 炼钢的密封，高炉炉顶的密封，高炉炼铁煤粉喷吹用气等。 炼钢的密封，高炉炉顶的密封，高炉炼铁煤粉喷吹用气等。 电子工业：大规模集成电路、彩电显像管、 电子工业：大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元 件处理的氮气源。 件处理的氮气源。 金属加工：光亮淬火、光亮退火、渗氮等热处理的氮气源； 金属加工：光亮淬火、光亮退火、渗氮等热处理的氮气源；焊接及粉末冶金 烧结过程中的保护气等。 烧结过程中的保护气等。 化肥工业：氮肥原料；置换、密封、洗涤、保护触媒等用气。 化肥工业：氮肥原料；置换、密封、洗涤、保护触媒等用气。 食品保鲜：粮食、水果等充氮贮藏与保鲜；肉类、乳酪保鲜包装； 食品保鲜 粮食、水果等充氮贮藏与保鲜；肉类、乳酪保鲜包装； 粮食 化学工业：置换、清洗、密封、检漏、干法熄焦中的保护气；催化剂再生、 化学工业：置换、清洗、密封、检漏、干法熄焦中的保护气；催化剂再生、 石油分馏、化纤生产等用气。 石油分馏、化纤生护、节能越来 随着中国工业化进程深入和对环境保护、 越重视，制氧行业在中国的发展前景广阔； 越重视，制氧行业在中国的发展前景广阔；
第一章 空分基础知识介绍： 空分基础知识介绍：
一、氧气的生产方法： 氧气的生产方法：
化学法——将氧化物在一定条件下分解，放出氧气；能耗大、产能小， 化学法——将氧化物在一定条件下分解，放出氧气；能耗大、产能小，只 ——将氧化物在一定条件下分解 适应于实验室。 适应于实验室。
电炉用氧： 电炉用氧：可以加速炉料的融化 杂质的氧化 提高产量和质量 电炉吹 1m3标态氧节电 1m3标态氧节电5-10kw.h 标态氧节电5 转炉炼钢法（LD法）：吹入高纯氧 与碳、 转炉炼钢法（LD法）：吹入高纯氧，与碳、磷、硫、硅等元素发生氧化反应， 吹入高纯氧， 硅等元素发生氧化反应， 降低钢的含碳量，清除了磷、 硅等杂质， 降低钢的含碳量，清除了磷、硫、硅等杂质，利用反应热来维持冶炼过程所 需要的温度； 冶炼时间短，产量高；吨钢耗氧：50-60m3； 需要的温度； 冶炼时间短，产量高；吨钢耗氧：50-60m3 高炉富氧鼓风：可显著降低焦比，提高产量；富氧浓度24-25%； 高炉富氧鼓风：可显著降低焦比，提高产量；富氧浓度24-25%； 炼铁采用还原法（COREX）新工艺取代高炉炼铁，单位投资可降低20%， 炼铁采用还原法（COREX）新工艺取代高炉炼铁，单位投资可降低20%，成 本下降20-25%，不需要焦炭，废水废气排放减少，利于环境保护； 本下降20-25%，不需要焦炭，废水废气排放减少，利于环境保护； 吨铁耗 550-650m3； 氧：550-650m3； 有色冶金为节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境， 有色冶金为节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境，正在推广氧气 为节能增产 冶炼法； 冶炼法；
第一章 空分基础知识介绍： 空分基础知识介绍：
一、氧气的生产方法： 氧气的生产方法：
化学法——将氧化物在一定条件下分解，放出氧气；能耗大、产能小， 化学法——将氧化物在一定条件下分解，放出氧气；能耗大、产能小，只 ——将氧化物在一定条件下分解 适应于实验室。 适应于实验室。
电炉用氧： 电炉用氧：可以加速炉料的融化 杂质的氧化 提高产量和质量 电炉吹 1m3标态氧节电 1m3标态氧节电5-10kw.h 标态氧节电5 转炉炼钢法（LD法）：吹入高纯氧 与碳、 转炉炼钢法（LD法）：吹入高纯氧，与碳、磷、硫、硅等元素发生氧化反应， 吹入高纯氧， 硅等元素发生氧化反应， 降低钢的含碳量，清除了磷、 硅等杂质， 降低钢的含碳量，清除了磷、硫、硅等杂质，利用反应热来维持冶炼过程所 需要的温度； 冶炼时间短，产量高；吨钢耗氧：50-60m3； 需要的温度； 冶炼时间短，产量高；吨钢耗氧：50-60m3 高炉富氧鼓风：可显著降低焦比，提高产量；富氧浓度24-25%； 高炉富氧鼓风：可显著降低焦比，提高产量；富氧浓度24-25%； 炼铁采用还原法（COREX）新工艺取代高炉炼铁，单位投资可降低20%， 炼铁采用还原法（COREX）新工艺取代高炉炼铁，单位投资可降低20%，成 本下降20-25%，不需要焦炭，废水废气排放减少，利于环境保护； 本下降20-25%，不需要焦炭，废水废气排放减少，利于环境保护； 吨铁耗 550-650m3； 氧：550-650m3； 有色冶金为节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境， 有色冶金为节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境，正在推广氧气 为节能增产 冶炼法； 冶炼法；
空分装置技术培训课件
氧气 氮气 氩气 氖气 氦气 氪气 氙气 氢气 空气
O2
32
N2
28
Ar
40
Ne
20.2
He
4
Kr
83.8
Xe
131.3
H2
2
28.9
26.5 30.26 21.26 42.02 211.84 10.22 6.46 420.6 29.8
第一章 热工基础
第一节 气体的性质
理想气体的比热
使单位质量的物质温度升高一度所吸收的热量称为比热。热 量的单位通常用（大卡）来表示。
第一章 热工基础
第二节 热力学定律
热力学第二定律
“热量不可能独自地、不付代价地（没有补偿的）从较冷的物体传向 较热的物体。”这就是热力学第二定律的一种通俗叙述。 在制氧机这个系统中，要使空气由常温不断冷却为低温液体，这就需 要将空气中的热量取出交付给较它高的物体，当然必须付出一定的代价。 具体来说：空气经等温压缩，膨胀、节流、冷却等一系列热力过程。能 量在这些过程中不断转换。最终使得空气本身的热量传递给了其它工质 而降温。它的根本补偿是消耗了电能。这在以后分析各个单独热力过程 中再介绍。
Q=AW 或 W=（1/A）×Q A叫做热功当量，在数值上A=1／427（大卡／公斤力.米），也 就是说1个（大卡）的热量相当于427（公斤力．米）的功量。
第一章 热工基础
第二节 热力学定律
内能
工质内部所具有的能量叫内能。工质的内能主要由动能和位能 两部分组成。由于工质的内能只与温度、比容这两个状态参数有关， 那么内能也是工质的状态参数，我们用字母u表示（大卡／公斤）。
自然界中的一些气体在一般的压力温度范围内，气体的三个状态参 数P、V、T之间存在特殊的关系。
2024版空分培训课件
发展阶段
随着技术的进步，空分技术逐渐实现 了设备的小型化和能耗的降低，同时 出现了变压吸附、膜分离等新型空分 技术。
空分技术应用领域
01
工业领域
空分技术在工业领域的应用主要包括钢铁、化工、有色冶金等行业的氧
气、氮气等气体的生产和供应。
02
医疗领域
在医疗领域，空分技术主要用于生产医用氧气，满足医院、急救中心等
促进企业发展
培养一支高素质的空分专 业队伍，为企业的发展提 供有力的人才保障。
培训内容和方式
培训内容
包括空分设备基础知识、操作规范、 维护保养、故障排除等方面。
培训方式
采用理论讲解、案例分析、实践操 作相结合的方式，注重理论与实践 的结合，提高培训效果。
预期效果
员工技能提升
员工能够熟练掌握空分设 备操作、维护、故障处理 等技能，提高工作质量和 效率。
分离方法
包括深冷分离和吸附分离等，深 冷分离是目前应用最广泛的方法。
设备介绍
精馏塔是空分设备的核心部件， 其设计和操作对分离效果有重要
影响。
产品检测与质量控制
产品种类
主要产品为氧气、氮气和氩气等，应确保其纯度和质量。
检测方法
包括化学分析和仪器分析等，以检测产品中的杂质和含量。
质量控制措施
建立严格的质量管理体系，对原料、过程和产品进行全方位监控， 确保产品质量稳定可靠。
将风险控制措施落实到具体的生产环 节和岗位，确保风险控制措施得到有 效执行。
环境保护法规遵守及污染治理措施
遵守环境保护法规
严格遵守国家和地方环境保护法规，确保企业生产经营活动符合环保 要求。
污染治理设施建设
根据企业生产工艺和污染物排放情况，建设完善的污染治理设施，确 保污染物达标排放。
空分技术培训课件
20世纪中叶
21世纪初
随着钢铁、化工等行业的快速发展，空分 技术得到了广泛应用，并逐渐形成了规模 化、专业化的产业。
随着能源和环境问题的日益严重，空分技 术开始向高效、节能、环保的方向发展， 成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
02
空分技术的基本原理
空气的组成与性质
空气的组成
空气主要由氮气、氧气、氩气、二氧 化碳等气体组成，其中氮气约占78% ，氧气约占21%，其他气体如氩气、 二氧化碳等含量较低。
操作人员培训
对操作人员进行专业培训 ，熟悉和掌握空分设备的 结构、性能及操作流程。
操作过程监督
在操作过程中，加强监督 和检查，确保操作人员严 格按照操作规程进行作业 。
空分设备的事故预防措施
设备维护保养
定期对空分设备进行维护保养， 保持设备良好的运行状态。
安全附件管理
对空分设备的安全附件进行定期检 查和维护，确保其灵敏可靠。
空气的性质
空气是一种混合气体，具有可压缩性 、粘性和传热性等物理性质。在一定 的压力和温度下，空气的密度、比热 容、粘度等参数会发生变化。
空气分离的原理
01 02
低温分离法
通过将空气冷却到低温（-196℃以下），使氧气、氮气等气体从液态中 分离出来。这种方法分离效果好，但需要使用大量的制冷剂，且需要严 格控制温度和压力等条件。
安全注意事项
严格遵守安全操作规程， 确保人员和设备安全。
04
空分技术的应用实例
工业气体分离与提纯
工业气体分离与提纯是空分技术最广泛的应用领域之一。通 过空气分离装置，可以分离出氮气、氧气、氩气等工业气体 ，以及液态氧、液态氮等高纯度气体。这些气体在钢铁、化 工、航空航天等领域中有着广泛的应用。
空分培新训
六、空分装置简介
整个空分界区可分为两大块：压缩区域和精馏区域 。压缩区域包括一拖二空压机组、仪表空气压缩 机组以及和汽轮机相配套的全凝式空气冷凝器； 在精馏区域主要包括空气预冷系统、分子筛纯化 系统、增压透平膨胀机制冷系统、分馏塔系统以 及液体贮存系统 ；
七、空分设计原则
• 1)安全性好 采用液氧内压缩流程，主冷凝器采用浴式结构，全浸式操作，增加主
略了制氢设备，流程简化，节省投资和运行费用；
现代空分流程特点
分子筛纯化系统采用双层床结构，大大延长了分子筛的使 用寿命和降低了床层阻力，使空分装置运行更安全可靠；
采用高效增压透平膨胀机技术，能很好的回收部分能量， 膨胀机制冷效率在85 ％以上；
采用ＤＣＳ控制技术，实现了中控、机房和就地一体化的 控制，可有效地监控整套空分设备的生产过程；
压缩空气除去水分和二氧化碳等杂质后，经热交换系统和增压膨胀机 制冷后进入下塔，在塔板上气体与液体接触，由于气、液之间温度差 的存在,在进行传热和传质交换时,低沸点组分氮吸收热量开始蒸发,氮 组分首先蒸发出来,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先 冷凝氧组分.这过程一直进行到气相和液相的温度相等为止,也即气、 液处于平衡状态。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
沸点
O2
N2
Ar
Ne
He
Kr
20.93
78.03
0.932 1.5～1.8 4.6～5.3
× 10-3
× 10-4
空分工艺流程培训课件
6
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 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。
8
（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
9
二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 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。
8
（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
9
二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
空分设备工艺流程培训
空气中的体积含量为 1.0×10-4%。在标准状态下的密度为 3.6431kg/m3。熔点 116.2K。 在 101.325kPa 压力下的沸点为 119.79K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于 电真空及电光源等工业。
13 、纯氪：用空气分离设备提取的纯氪，其氪含量（体积比）大于或等于 99.95%。 14、氙气 分子式 Xe。原子量 131.80（按 1983 年国际原子量）是一种无色、无臭的气体。 空气中的体积含量为 8.0×10-6%。在标准状态下的密度为 5.89kg/m3。熔点 161.65K。 在压力下的沸点为 165.02K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电光源工业， 也用于医疗、电真空、激光等领域。 15、纯氙：用空气分离设备提取的纯氙，其氙含量（体积比）大于或等于 99.95%。 16、氩馏分 从上塔合适部位提取一股氧、氩、氮混合气作为氩提取设备的原料气体。其组 分（体积含量）氩为 7%~10%，氮一般小于 0.06%，其余为氧。 17、氩回流液 在粗氩塔中精馏洗涤下来的氧、氩、氮混合液，其组分与氩馏分气体成相平衡。 18 、粗氩 由粗氩塔塔顶获得的氩含量（体积比）大于或等于 96%，其余为氧和氮的混合气 体。 19、富氧液空蒸汽：由粗氩塔冷凝器蒸发侧的富氧液空蒸发形成的蒸汽。 20、富氧液空回流液 为避免粗氩冷凝器蒸发侧富氧液空中碳氢化合物的浓缩，排放一部分富氧液空 返回上塔。
1
空分设备工艺流程培训教材
9、纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮 含蓄量（体积比）大于或等于 99.995%。 10、高纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮 含蓄量（体积比）大于或等于 99.9995%。 11、液氧（液态氧） 液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点 为 90.17K，密度为 1140kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加 以液化。 12、液氮（液态氮） 液体状态的氮，为透明、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点为 77.35K， 密度为 810kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。 13、液空（液态空气） 液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点为 78.8K，密度为 873kg/m3。液空是空气分离过程中的中间产物。 14、富氧液空 指氧含量（体积比）超过的 20.95%的液态空气。 15、 馏分液氮（污液氮） 在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为 95%~96%的液体。 16、污氮 由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为 95%~96%的液态体。 17、标准状态 指温度为 0°C、压力为 101.325kPa 时的气体状态。 18、空气分离 从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体的过程。 19、节流 流体通过锐孔膨胀而不作功来降低压力。 20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应） 气体膨胀不作功产生的温度变化。
13 、纯氪：用空气分离设备提取的纯氪，其氪含量（体积比）大于或等于 99.95%。 14、氙气 分子式 Xe。原子量 131.80（按 1983 年国际原子量）是一种无色、无臭的气体。 空气中的体积含量为 8.0×10-6%。在标准状态下的密度为 5.89kg/m3。熔点 161.65K。 在压力下的沸点为 165.02K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电光源工业， 也用于医疗、电真空、激光等领域。 15、纯氙：用空气分离设备提取的纯氙，其氙含量（体积比）大于或等于 99.95%。 16、氩馏分 从上塔合适部位提取一股氧、氩、氮混合气作为氩提取设备的原料气体。其组 分（体积含量）氩为 7%~10%，氮一般小于 0.06%，其余为氧。 17、氩回流液 在粗氩塔中精馏洗涤下来的氧、氩、氮混合液，其组分与氩馏分气体成相平衡。 18 、粗氩 由粗氩塔塔顶获得的氩含量（体积比）大于或等于 96%，其余为氧和氮的混合气 体。 19、富氧液空蒸汽：由粗氩塔冷凝器蒸发侧的富氧液空蒸发形成的蒸汽。 20、富氧液空回流液 为避免粗氩冷凝器蒸发侧富氧液空中碳氢化合物的浓缩，排放一部分富氧液空 返回上塔。
1
空分设备工艺流程培训教材
9、纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮 含蓄量（体积比）大于或等于 99.995%。 10、高纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮 含蓄量（体积比）大于或等于 99.9995%。 11、液氧（液态氧） 液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点 为 90.17K，密度为 1140kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加 以液化。 12、液氮（液态氮） 液体状态的氮，为透明、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点为 77.35K， 密度为 810kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。 13、液空（液态空气） 液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在 101.325kPa 压力下的沸点为 78.8K，密度为 873kg/m3。液空是空气分离过程中的中间产物。 14、富氧液空 指氧含量（体积比）超过的 20.95%的液态空气。 15、 馏分液氮（污液氮） 在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为 95%~96%的液体。 16、污氮 由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为 95%~96%的液态体。 17、标准状态 指温度为 0°C、压力为 101.325kPa 时的气体状态。 18、空气分离 从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体的过程。 19、节流 流体通过锐孔膨胀而不作功来降低压力。 20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应） 气体膨胀不作功产生的温度变化。
空分技术培训课件共34页文档
5
空分系统的组成及其作用（低温法）
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；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； • 2、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） • 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
程组织具有多样化。
9
三、流程说明及设备配置 • 六万装置特点: • 高、新技术产品 • 特大型空气分离设备 • 装置大型化 • 流程控制更加复杂 • 设计要求更加精确
10
空分流程选择
• 1、空分装置的工艺流程采用全低压分子筛预净化、高压空气增压 透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压的氧氮产品内压缩 等先进工艺。
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；
• 4、纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： H2O C2H2 CO2 ；
6
空分系统的组成及其作用
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 W h
方法
节流阀 h
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
Q Q1 Q2 Q3
7
二、工艺特点 产品规格与参数
8
二、工艺特点 • 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压缩实
现 ，典型的化工型内压缩空分流程。 • 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所以流
3
一、概述
• 空气分离的几种方法 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩→膨胀→ 液化（深冷）→ 精馏
空分系统的组成及其作用（低温法）
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；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； • 2、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） • 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
程组织具有多样化。
9
三、流程说明及设备配置 • 六万装置特点: • 高、新技术产品 • 特大型空气分离设备 • 装置大型化 • 流程控制更加复杂 • 设计要求更加精确
10
空分流程选择
• 1、空分装置的工艺流程采用全低压分子筛预净化、高压空气增压 透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压的氧氮产品内压缩 等先进工艺。
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；
• 4、纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： H2O C2H2 CO2 ；
6
空分系统的组成及其作用
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 W h
方法
节流阀 h
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
Q Q1 Q2 Q3
7
二、工艺特点 产品规格与参数
8
二、工艺特点 • 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压缩实
现 ，典型的化工型内压缩空分流程。 • 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所以流
3
一、概述
• 空气分离的几种方法 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩→膨胀→ 液化（深冷）→ 精馏
空分培训教材
空分培训教材绪论⼀、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。
2O 穿透膜的速度⽐2N 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：5~8MPa ：临界状态以上，超临界；钢铁类：3.0 MPa ，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：2222CO H C O H >>；○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 h W ?+ ⽅法节流阀h ?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Q3321Q Q Q Q ++≥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0.1m µ以下的粒⼦不作太多要求，因过滤⽹眼太⼩，阻⼒⼤；对0.1m µ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：1m µ以上99.9%以上；阻⼒⼤于1.5KPa 。