空分工艺培训教程
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
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。
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空气压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化系统
精馏塔
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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）；
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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。
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空分工艺流程培训
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空分工艺流程培训
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二、克旗煤制气公司配 套的空分装置的流程和 特点
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空分工艺流程培训
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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。
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空分工艺流程培训
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• 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。
空分工艺培训教程
空分工艺培训教程一、空分工艺的基本原理空分工艺是通过分子筛、冷凝器、填料板塔等装置，将空气中的氮气、氧气和其他气体分离并提纯的一种技术。
它是利用不同气体的沸点差异，通过加压和降温的方式将气体进行分离和提纯。
这一技术主要由压缩、冷却、膜分离和吸附等工艺步骤组成。
二、空分工艺的主要设备1. 压缩机：将空气进行压缩，提高气体的密度和压力，为后续的分离工艺提供条件。
2. 冷凝器：通过降温，将气体中的水蒸汽和其他杂质冷凝成液体，从而实现气体的提纯。
3. 分子筛：利用分子筛的微孔结构，根据气体分子的大小和极性进行分离，达到分离氮气和氧气的目的。
4. 塔设备：填料板塔或者填料塔是利用填料的表面积，通过空气在填料层的冲刷和液体的覆盖，实现气体的分离和提纯。
三、空分工艺的操作步骤1. 空气的压缩：将空气通过压缩机进行压缩，提高气体的密度和压力。
2. 冷凝分离：将压缩后的气体通过冷凝器进行降温，将其中的水蒸汽和其他杂质冷凝成液体。
3. 分子筛分离：利用分子筛的微孔结构，将氮气和氧气根据其分子大小和极性进行分离。
4. 塔设备分离：通过填料板塔或者填料塔的工作原理，将氮气和氧气进一步分离和提纯。
四、空分工艺的应用领域空分工艺广泛应用于石油、化工、医药等领域，主要用于工业气体的制备和提纯。
例如，空分工艺可以生产高纯度氧气和氮气，用于钢铁冶炼、化工生产以及医疗设备等领域。
此外，空分工艺还可以生产氩气、氦气等稀有气体，用于激光切割、气体焊接等高端应用。
五、空分工艺的优缺点1. 优点：空分工艺可以实现气体的高效分离和提纯，生产出高纯度的工业气体，广泛应用于各个领域。
同时，空分工艺还可以回收和利用废气，有效减少对环境的污染。
2. 缺点：空分工艺的设备投资和能耗较高，需要耗费大量的能源和材料。
同时，空分工艺的操作复杂，需要高水平的技术人员进行操作和维护。
六、空分工艺的发展趋势随着工业化和科技的不断发展，空分工艺也在不断进行改进和创新。
空分工艺流程培训课件_部分2
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。
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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
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。
空分培训教材
空分培训教材第一节概述空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。
这些气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
吸附法是一种利用分子筛对不同分子的选择吸附性能来达到最终分离目的的技术，该技术流程简单，操作方便，运行成本低，但获得高纯度产品较为困难，而且装置容量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
膜分离法利用的是膜渗透技术，利用氧、氮通过膜的速率的不同，实现两种组分的粗分离。
这种方法装置更为简单，操作方便，投资小但产品只能达到28% --35%的富氧空气，且规模只宜中小型化，只适用于富氧燃烧及医疗保健领域应用。
低温法是利用空气中各组分沸点的不同，通过一系列的工艺过程，将空气液化，并通过精馏来达到不同组分分离的方法。
这种方法较前两种方法可实现空气组分的全分离、产品精纯化、装置大型化、状态双元化（液态及气态），故在生产装置工业化方面占据主导地位。
和传统的分离相比，这些气体的分离需在100K以下的低温环境下才能实现，所以称之为低温法（或深冷法）。
我们在这所要介绍的就是低温法空气分离技术。
第二节空气的性质及分离原理一、空气的一般性质空气是一种混合物,除含有其固定的氧、氮、氦、氖、氩、氪、氙、氡组份外，还含有水蒸气、二氧化碳、乙炔以及少量机械杂质，其组成如表1所示，各组分气体的物化参数如表2所示:二、空气分离的基本原理空气压缩、空气净化、换热、制冷与精馏是空分的五个主要环节。
现以此来做理论介绍：表2 几种气体的基本物化常数1.制冷空气是在－170℃以下的精馏塔中进行分离的，所以说通过制冷，获得所需的低温并维持这个环境,是空气分离的基本前提条件。
制冷的方法有两种:节流与膨胀。
为了直观地描述这两种热力学过程，先引入温—熵图。
(1).温熵图（T---S图）温熵图是以温度为纵坐标，熵为横坐标的热力学函数图。
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。
5万空分培训教材
江苏灵谷化工有限公司目录1 空分发展历史2 装置概述3 基本原理和过程4 流程概述5 预冷系统6 纯化系统7 制冷原理8 膨胀机9 液体泵10 单元部机11 安全规程12 流程图13 重要操作数据14 储存第一节空分发展历史1.1 空气分离的方法空分----空气分离的简称，空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀的混合在一起，要将它们分开比较困难，空气分离的方法主要有三种。
一吸附法-------让空气通过充填有某种多孔性物质[分子筛吸附剂]，利用吸附剂对不同的气体分子具有选择性吸附的特点从而得到所需要的纯度较高的气体。
由于吸附的容量有限，分子筛吸附气体达到饱和时，就没有吸附能力了，需要将吸附的介质解析出来，解析的过程叫再生，由于一般情况下，高压，低温有利于吸附，高温低压有利于解析，因此再生可采用加热提高温度的方法TSA，或采用降低压力的方法PSA。
由于吸附法分离空气存在吸附和解析两个物理过程，要想连续供气就必须设置两个或两个以上的吸附器。
吸附法分离空气流程简单，操作方便，运行成本低，但获得高纯度产品较为困难，产品氧纯度在93%左右，并且只适用于不大的空分。
二膜分离法------利用一些有机聚合膜的渗透选择性，氧氮通过膜的速度不同，从而实现氧氮分离。
这种方法装置简单，操作方便，启动快投资少，但产品纯度低，产量小。
三深冷法深冷法主要是先将空气净化，除去工艺过程有害气体，再将其液化，通过空气的沸点不同，利用精馏过程将其分开。
目前，在空气分离行业占主导地位的装置还是深冷法，这主要是因为深冷法与其它两种方法相比，具有纯度高，产量范围宽，产品多样。
但是与其他两种方法相比，流程长，设备结构复杂，能耗高。
纯度高------氧气纯度可达到99.6%以上，氮气纯度可达到99.999%以上。
这是其它两种方法所达不到的。
吸附法氧气纯度可达到93%，膜分离可达到45%.产量范围宽------产量可从几十立方每小时到十几万立方。
2024年度-空分装置培训PPT课件
空气的精馏
在精馏塔中，通过精馏过 程将空气分离成氧、氮和 其他组分。
产品的提取和纯化
从精馏塔中提取出所需的 产品，如氧气、氮气等， 并通过纯化装置去除杂质 ，得到高纯度的产品。
4
ห้องสมุดไป่ตู้
空分装置主要构成部分
冷却器
用于将压缩后的空 气冷却至接近液化 温度。
提取装置
用于从精馏塔中提 取出所需的产品。
压缩机
用于将空气压缩至 所需压力。
设备压力异常故障排除
检查压缩机运行状态，修复或更换故障部件；清理管道堵 塞物，确保管道畅通；检查阀门开关状态，修复或更换损 坏的阀门。
冷却系统故障排除
检查冷却水流量和压力，确保冷却水供应充足；清理冷却 器内部的杂质和堵塞物，提高冷却效率；检查冷却风扇运 行状态，修复或更换故障风扇。
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04
空分设备性能评估与 优化措施
深冷分离技术
制冷方式、设备结构及性能提升措施
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未来发展趋势预测
空分装置大型化、高效化发展趋 势
智能化、自动化技术在空分领域 的应用前景
绿色低碳发展对空分技术的影响 及应对策略
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THANK YOU
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空分装置培训PPT课件
1
目录
• 空分装置基本原理与构成 • 空分设备核心部件详解 • 空分装置运行维护与故障排除 • 空分设备性能评估与优化措施 • 安全操作与事故应急处理 • 空分装置发展趋势及新技术应用
2
01
空分装置基本原理与 构成
3
空分装置工作原理
01
02
03
空气的压缩和冷却
利用压缩机将空气压缩， 并通过冷却器将空气冷却 至接近液化温度。
空分设备工艺流程培训
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PPT学习教案
9
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。
➢ 2、内压缩流程是现今国内外空分装置普遍采用的先进的工艺流程，内压缩流 程具有以下主要优点： 液氧泵由于取代了价格昂贵的氧气透平压缩机，可使投资降低；备品比氧压机 的备品配件价格降低，且运行安全可靠，易于操作，因而可使维护成本降低； 防止烃类在冷凝蒸发器内积聚，安全性更好，装置也更加可靠。
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4
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
➢ 5、设置液体膨胀机（代替普通节流阀） 使高压液空在降压膨胀时产生制冷效应，液体在膨胀过程 中同时做功，驱动相应的发电机组，可降低本套空分装 置的能耗约1500KW。预计本装置设计工况下液体膨胀机 的效率可达到82%。
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13
AP空分装置的工艺技术特性：
➢ 低温全精馏深冷空气分离技术 ➢ 空气增压的氧氮双泵内压缩流程，具有安全、可靠、易操作等特点 ➢ 全精馏无氢制氩流程 ➢ TPSA：独有的变温变压分子筛（TPSA）系统处于世界领导地位，减少再
空分技术培训
➢ 目录
➢ 第一节 概述 ➢ 第二节 工艺特点 ➢ 第三节 流程说明及设备配置 ➢ 第四节 关键设备及供应商介绍 ➢ 第五节 空分安全
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 。
空分培训ppt课件
未来发展趋势预测
绿色环保
随着环保意识的提高，未 来的空分技术将更加注重 绿色环保，减少能源消耗 和污染物排放。
高效节能
提高空分设备的能效比将 是未来发展的重要方向， 通过技术创新和优化设计 ，降低设备运行能耗。
多元化应用
空分技术将不断拓展应用 领域，如新能源、环保、 医疗等领域，为社会发展 提供更多可能性。
智能化、自动化技术应用
1 2 3
先进控制系统
采用先进的控制算法和优化策略，实现空分设备 的自动控制和优化运行，提高生产效率和产品质 量。
在线监测与故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实时监测空分设备 的运行状态，及时发现并处理故障，保障设备安 全稳定运行。
智能化运维管理
通过大数据分析和人工智能技术，对空分设备的 运行数据进行挖掘和分析，实现设备的预测性维 护和智能化管理。
医疗领域
医疗用氧是空分技术在医疗领 域的主要应用，同时空分技术 还可用于制取医用氮气等。
其他领域
空分技术还可应用于冶金、电 子、食品等领域。
02
空分设备结构与工作原理
空分设备主要结构组成
01
02
03
04
空气压缩系统
包括空气过滤器、空气压缩机 、冷却器等，用于将空气压缩
并冷却至适宜的温度。
空气预冷系统
空分设备产氧量
单位时间内空分设备产出的氧气量，通常 以立方米/小时或吨/天表示。
氧气纯度
空分设备产出的氧气中氧的含量，通常以 百分比表示。
空分设备能耗
空分设备在运行过程中消耗的能量，包括 电耗、蒸汽耗等，通常以千瓦时/立方米氧 或千克标煤/吨氧表示。
提取率
空分设备从原料空气中提取氧、氮等产品 的效率，通常以百分比表示。
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O2
N2
Ar
Ne
He
Kr
20.93
78.03
0.932 1.5～1.8 4.6～5.3
× 10-3
× 10-4
1.08 × 10-4
23.1 75.6 1.286 1.429 1.250 1.734
1.2 ×10-3
０.９
7 × 10-3
０.１７ ８
3 × 10-4
３.７４ ３
－ 182.9
7
－ 195.7
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
组分 氧 氮 氩 氖 氦
氪氙
二氧 其它 化碳
分子 式
体积 含量
重量 含量
气体 密度
空气分离的基本原理
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。 空气在下塔被初步精馏为气氮、污液氮和富氧液空，以节流阀减压降 温后送至上塔作为上塔的回流液，进一步实现精馏，最终在上塔顶部 得到纯氮气，下部得到合格的液氧产品。 主冷凝蒸发器是连接上下塔实现精馏过程的纽带，起到承上启下的重 要作用。根据压力对应液化温度成正比的特性，在主冷凝蒸发器中通 过液氧将压力氮气冷凝为液氮，为上下塔提供回流液建立精馏工况， 同时主冷氧侧的液氧被蒸发成气氧，进入上塔作为上升蒸气，主冷凝 蒸发器换热工况的平衡直接关系到精馏工况的稳定。
空气分离的方法和原理
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。
9
－ 185.8
6
－ 246.08
－ 268.938
－ 153.4
Xe
8 × 10-6
4 × 10-5 ５.８９
６
－ 108.11
CO2 氮氧 化物
0.03 水
0.046
１.９７ ７
－78.44 （升）
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
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。目前大型的空分装置都普遍带无氢制氩工艺。
三、空气分离的基本原理
空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷 凝温度－173℃),然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。
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
Hale Waihona Puke 我国空分流程的技术发展方面取得了进步。随着计算机的广泛应用，空分装置的自动控制、变 负荷跟踪调节等变得更为先进。 第一代：高低压循环，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； 第二代：石头蓄冷器，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。
空分工艺
二〇〇九年八月二十五日
空分培训目录
• 一、空气分离的方法 • 二、空气的组成 • 三、空气分离的基本原理 • 四、空分流程的技术发展 • 五、空分流程特点 • 六、空分装置简介 • 七、空分设计原则 • 八、空分装置与其它界区的联系 • 九、空分主要技术性能指标 • 十、空分工艺流程
一、空气分离的方法和原理
四、我国空分流程的技术发展
空分设备是由诸多配套部机组成的成套设备，我国空分于1953年起步 ，经过50多年的发展，从第一代小型空分流程发展到目前的第六代大 型全精馏无氢制氩工艺流程。每一次空分设备流程的变革和推进，都 是新技术、新工艺的创新。透平膨胀机的产生，实现了大型空分设备 全低压流程；高效板翅式换热器的出现，使切换板翅式流程取代了石 头蓄冷器、可逆式换热器流程，使装置冷量回收效率更高；增压透平 膨胀机的出现极大的提高了膨胀机的制冷效率并把输出的外功有利的 得到回收；常温分子筛净化流程替代了切换式换热器，使空分装置净 化系统的安全性、稳定性得到极大提高并使能耗大大降低，随着规整 填料和低温液体泵在空分装置中的应用，进一步降低了空分设备的能 耗，实现了全精馏无氢制氩，使空分设备在高效、节能、安全等