第二章、深冷液化技术的空气分离
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当通过干带的空气
阻力超过规定值 (200Pa)时,滚筒电 动机启动,使干带转 动,脏带存人上滚筒。 当阻力恢复正常后, 即自动停
5.自洁式空气过滤器
自洁式空气过滤器的结 构如图⒈5所示。主要由 高效过滤桶、文氏管、 自洁专用喷头、反吹系 统、控制系统、净气室、 出风口和框架等组成。 (1)过滤过程 (2)自洁过程
一般情况下,在分子筛吸附器前面有空气预冷系 统时,要求空气中二氧化硫、氧化氮、氯化氢、 氯、硫化氢和氨等有害物质的总量小于 1mg/m3;有些情况要求空气中有害物质的总量 小于0.1mg/m3。
6.吸附剂的再生
吸附剂的再生是吸附的吸附质脱附的过 程。用干燥的热气流流过吸附剂床层,在 高温的作用下,被吸附的吸附质脱附,并被 热气流带走。包括： 1.降压 2.加热 3.冷 吹 4.升压
wenku.baidu.com
1空分发展的历史
概
一
、
2空气分离的基本过程；
概
述
3 空分装置类型
4 氮气氧气的应用
3
1、空气分离的主要目的是什么？ 2、空气分离的主要产品有哪些？ 3、空气分离的产品有哪些应用？
1
世界上最早使用空气液化分离技术的国家是德国。德国Linde公
司早在1891年就开始在实验室进行空气液化研究工作，几年之后，
空气深冷液化分离
主讲人：张国伟
内容概要
克拉玛依职业技术学院
Karamay Vocational &Technical College
1、概述 2、空气的净化 3、空气的液化 4、空气的分离 5、空分流程
6、空分深冷分离的操作控制
2
克拉玛依职业技术学院
Karamay Vocational &Technical College
2.油浸式过滤器
1
2
油浸式过滤器由许 多片状链组成,链借
链轮的作用以 2mm/min的速度移 动或间歇移动(见图 ⒈2)。片状链上有 钢架,钢架悬挂在链 的活动接头上,架上 铺有孔为1mm2的细 网。
空气通过网架时,将所 含灰尘留在网上的油 膜中。随着链的回转, 附着的灰尘通过油槽 时被洗掉,并重被覆盖 一层新的油膜。油浸 式过滤器的效率一般 为93%~99%
空
就建起了低温设备制造车间，1903年制造出世界上第一套空分装
置，生产能力为10m3/h氧气，由于当时生产能力的限制，30年代
分
前所生产的氧气仅用于气割、气焊等行业。
发
展
的
50年代后，由于空分装置逐渐的增加并趋于中型化，炼钢和化肥 工业技术的迅速发展，使空分设备迅速大型化，促使空气分离设
历
备制造业的发展。空分工艺经过近百年的不断发展，现在已步入
➢ 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。
2.3空气分离的基本过程
➢ 从原理上划分空气分离包括下列过程： ➢ 1空气的过滤和压缩 ➢ 2空气中水分和二氧化碳等杂质的去除 ➢ 3空气冷却和液化 ➢ 4冷量的制取 ➢ 5精馏 ➢ 6危险杂质的去除
2、1空气分离的基本原理及方法
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。
(一)空气预冷系统
空气预冷系统是空 气分离设各的一个 重要组成部分,它位 于空气压缩机和分 子筛吸附系统之间, 用来降低进分子筛 吸附系统空气的温 度及H20(g)、CO2 含量,合理利用空气 分离系统的冷量。
在填料式空气冷却塔 (简称空冷塔)的下段, 出空压机的热空气被 常温的水喷淋降温, 并洗涤空气中的灰尘 和能溶于水的N02、 S02、C12、HF等对分 子筛有毒害作用的物 质;在空冷塔的上段, 用经污氮降温过的冷 水喷淋热空气,使空 气的温度降至 10~20℃。
在空气的液化过程,用T-S图可表示出物系 的变化过程,并可直接从图上求出温度、 压力、熵和焓的变化值.
节流膨胀 绝热膨胀
T2―Tl T2―T3
三、空气的液化循环
目前空气液化循环主要有两种类型:以节 流为基础的液化循环;以等熵膨胀与节流 相结合的液化循环。
1.以节流膨脓为基础的循环
简单林德循环
一、制冷的热力学基础 二.空气的温-熵图 三、空气的液化循环
内能
一、制冷的热力学基础
焓
可逆
熵
U=U动+U势 H=U+P∆V 正反同时进行 △S=ΔQ/T
二.空气的温-熵图
以空气的温度T为纵坐标,以熵S为横坐标, 并将压力P、焓H及它们之间的关系,直观 地表示在一张图上,这个图就称为空气的 温-熵图,简称空气的T-S图。
(二)分子筛吸附法
此法让空冷塔预冷后的空气,自下而上流过分子筛吸附器(以下 简称吸附器),空气中所含有的H2O、C02、H2等杂质相继被吸 附剂吸附清除。
吸附器一般有两台,一台吸附时,另一台再生,两台交替使用。 此种流程具有产品处理量大、操作简便、运转周期长和使 用安全可靠等许多优点,成为现代空分工艺的主流技术。
多次交换热量 多次循环制冷
能量
2.以等熵膨胀与节流相结合的液化循环
林德循环是以节流膨胀为基础的液化循环,其温 降小,制冷量少,液化系数及制冷系数,而且节流 过程的不可逆损失很大并无法回收。而采用等 熵膨胀,气体工质对外做功,能够有效地提高循 环的经济性。
(1)克劳特循环 1902年,克劳特提出了膨胀机膨 胀与节流相结合的液化循环称之为克劳特循环, 其流程及在T-S图中的表示见图⒈10。
2.以等熵膨胀与节流相结合的液化循环
影响因素：
克劳特循环
膨胀气量
膨胀效率
膨胀前压力
节流
史
大型全低压流程。到目前为止，世界上投产的空分设备最大制氧 能力为12.25万m3（标）/h。
2 空气分离的基本流程
2、1空气分离的基本原理及方法
➢ 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
3.袋式过滤器
3
袋式过滤器 一般由滤袋、清 灰装置、清灰控 制装置等组成(见 图⒈3)。滤袋是 过滤除尘的主体, 它由滤布和固定 框架组成
4.干带式过滤器
干带式过滤器的 结构如图⒈4所 示。干带式过滤 器所用的干带, 是一种尼龙丝组
成的长毛绒状制 品或毛质滤带。
干带上、下两端装 有滚筒,滚筒由电动 机及变速器传动。
自⒛世纪70年代开始,在全低压空分设备上,逐渐用 常温分子筛净化空气的技术来取代原先使用的碱洗 及干燥法脱除水分和二氧化碳的方法。
1.吸附剂
硅胶
活性氧化铝的化学 式是Al2O3·nH20。用
于脱水
分子筛
硅胶的化学式是 活性氧化铝
SiO2·nH20。坚硬、无
定形链状和网状结构 的硅酸聚合物颗粒。
脱水、烃类
沸石分子筛又称 合成沸石或分子 筛，其化学组成 通式为 [M(I)M(Ⅱ)]O・
Al2O3・nSiO2・ mH20 。吸附主
要的材料。
2.吸附原理
吸附是利用一种多孔性固体物质去吸取 气体(或液体)混合物中的某种组分,使该 组分从混合物中分离出来的操作。
3 分子筛吸附的特点
分子筛吸附剂的特点是 : 选择吸附 干燥度很高 吸附能力强 分子筛具有高的稳定性 加热可使其再生
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
二、水分、二氧化碳和乙炔的脱除
由于空分装置是在 低温下工作的（最 低达-192℃）。所 以如果带入水份和 二氧化碳，则以冰 和干冰的形式析出， 使管道容器堵塞， 冻裂，直接危害生
产。
脱除水分、二氧化 碳和乙炔的方法有 吸附法和冻结法等。 不同的装置采用不 同的方法。
4.吸附剂的吸附容量
吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂 最多吸附的吸附质的量。
吸附容量大,吸附时间长,吸附效果好。 吸附容量通常受吸附过程的温度和被吸
附组分的分压力(或浓度)、气体流速、气 体湿度和吸附剂再生完善程度的影响。
4.吸附剂的吸附容量
吸附容量随吸附质分压的增加而增大,但 增大到一定程度以后,吸附容量大体上与 分压力无关。
2.3空气分离的基本过程
2.3空气分离的基本过程
3、空分装置类型
跟据冷冻循环压力的大小,空分装置分为 高压(7~20MPa)、中压(1.5~2.5MPa)和 低压(小于1MPa)三种基本类型。
4、氧、氮的应用
4.1氧的应用 A工业应用 B医疗保健
4.2 氮的应用
氮气主要用于生产合成氨,另外还广泛地用于化 工、冶金、原子能、电子(石油、玻璃、食品 等工业部门作保护气。
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﹣１９ ６ ℃，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
第三节 空气的液化
空气的液化指要使空气通过节流阀和膨胀机的 膨胀制冷获得低温，甚至液化。
在空气液化的过程中,为了补充冷损、维持工况 以及弥补换热器复热的不足,需要用到制冷循环, 而制冷循环与空气的许多热力学性质有关。下 面首先对制冷循环所用到的主要热力学性质和 温-熵(T-S)图做一简单介绍。
2.2空气的组成
2.2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。
吸附容量随吸附温度的降低而增大,所以 应尽量降低吸附温度(温度增加不利于吸 附过程)
流速越高,吸附剂的吸附容量越小吸附效 果越差。流速不仅影咱吸附能力,而且影 响气体的干燥程度。
5.大气中有害杂质的吸附及其影响
对分子筛有害的杂质有:二氧化硫、氧化氮、氯 化氢、氯、硫化氢和氨等
这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下, 会与分子筛起反应而使分子笫的晶格发生变化。 它们与分子筛的反应是不可逆的,因而降低了分 子筛的吸附能力。其结果是:随着使用时间的延 长,吸附器的运转周期就会缩短。
1 机械杂质的脱除 2 水分、二氧化碳和乙炔的脱除
一、机械杂质的脱除
机械杂质一般用设置在空气压缩机入口 管道上的空气过滤器脱除。
常用的空气过滤器分湿式和干式两类。 湿式包括拉西环式和油浸式;干式包括袋 式、干带式和自洁式
1.拉西环式过滤器
拉西环式过滤器由钢制外 壳和装有拉西环的插人盒 构成见图1.1,拉西环上涂有 低凝固点的过滤油。空气 通过时,灰尘等机械杂质便 附着在拉西环的过滤油上, 拉西环式过滤器通常适用 于小型空分装置。
液氮可用于国防工业,作为火箭燃料的压送剂和 作宇宙航行导弹的冷却装置。此外,液氮还广泛 地用于科研部门作低温冷源,以及用于金属的低 温处理、生物保存、冷冻法医疗和食品冷藏等。
第二节 空气的净化
空气净化的目的是脱除空气中所含的机 械杂质、水分、二氧化碳、烃类化合物 (主要为乙炔)等杂质,以保证空分装置顺 利进行和长期安全运转。这些杂质在空 气中的一般含量见表⒈3。
阻力超过规定值 (200Pa)时,滚筒电 动机启动,使干带转 动,脏带存人上滚筒。 当阻力恢复正常后, 即自动停
5.自洁式空气过滤器
自洁式空气过滤器的结 构如图⒈5所示。主要由 高效过滤桶、文氏管、 自洁专用喷头、反吹系 统、控制系统、净气室、 出风口和框架等组成。 (1)过滤过程 (2)自洁过程
一般情况下,在分子筛吸附器前面有空气预冷系 统时,要求空气中二氧化硫、氧化氮、氯化氢、 氯、硫化氢和氨等有害物质的总量小于 1mg/m3;有些情况要求空气中有害物质的总量 小于0.1mg/m3。
6.吸附剂的再生
吸附剂的再生是吸附的吸附质脱附的过 程。用干燥的热气流流过吸附剂床层,在 高温的作用下,被吸附的吸附质脱附,并被 热气流带走。包括： 1.降压 2.加热 3.冷 吹 4.升压
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1空分发展的历史
概
一
、
2空气分离的基本过程；
概
述
3 空分装置类型
4 氮气氧气的应用
3
1、空气分离的主要目的是什么？ 2、空气分离的主要产品有哪些？ 3、空气分离的产品有哪些应用？
1
世界上最早使用空气液化分离技术的国家是德国。德国Linde公
司早在1891年就开始在实验室进行空气液化研究工作，几年之后，
空气深冷液化分离
主讲人：张国伟
内容概要
克拉玛依职业技术学院
Karamay Vocational &Technical College
1、概述 2、空气的净化 3、空气的液化 4、空气的分离 5、空分流程
6、空分深冷分离的操作控制
2
克拉玛依职业技术学院
Karamay Vocational &Technical College
2.油浸式过滤器
1
2
油浸式过滤器由许 多片状链组成,链借
链轮的作用以 2mm/min的速度移 动或间歇移动(见图 ⒈2)。片状链上有 钢架,钢架悬挂在链 的活动接头上,架上 铺有孔为1mm2的细 网。
空气通过网架时,将所 含灰尘留在网上的油 膜中。随着链的回转, 附着的灰尘通过油槽 时被洗掉,并重被覆盖 一层新的油膜。油浸 式过滤器的效率一般 为93%~99%
空
就建起了低温设备制造车间，1903年制造出世界上第一套空分装
置，生产能力为10m3/h氧气，由于当时生产能力的限制，30年代
分
前所生产的氧气仅用于气割、气焊等行业。
发
展
的
50年代后，由于空分装置逐渐的增加并趋于中型化，炼钢和化肥 工业技术的迅速发展，使空分设备迅速大型化，促使空气分离设
历
备制造业的发展。空分工艺经过近百年的不断发展，现在已步入
➢ 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。
2.3空气分离的基本过程
➢ 从原理上划分空气分离包括下列过程： ➢ 1空气的过滤和压缩 ➢ 2空气中水分和二氧化碳等杂质的去除 ➢ 3空气冷却和液化 ➢ 4冷量的制取 ➢ 5精馏 ➢ 6危险杂质的去除
2、1空气分离的基本原理及方法
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。
(一)空气预冷系统
空气预冷系统是空 气分离设各的一个 重要组成部分,它位 于空气压缩机和分 子筛吸附系统之间, 用来降低进分子筛 吸附系统空气的温 度及H20(g)、CO2 含量,合理利用空气 分离系统的冷量。
在填料式空气冷却塔 (简称空冷塔)的下段, 出空压机的热空气被 常温的水喷淋降温, 并洗涤空气中的灰尘 和能溶于水的N02、 S02、C12、HF等对分 子筛有毒害作用的物 质;在空冷塔的上段, 用经污氮降温过的冷 水喷淋热空气,使空 气的温度降至 10~20℃。
在空气的液化过程,用T-S图可表示出物系 的变化过程,并可直接从图上求出温度、 压力、熵和焓的变化值.
节流膨胀 绝热膨胀
T2―Tl T2―T3
三、空气的液化循环
目前空气液化循环主要有两种类型:以节 流为基础的液化循环;以等熵膨胀与节流 相结合的液化循环。
1.以节流膨脓为基础的循环
简单林德循环
一、制冷的热力学基础 二.空气的温-熵图 三、空气的液化循环
内能
一、制冷的热力学基础
焓
可逆
熵
U=U动+U势 H=U+P∆V 正反同时进行 △S=ΔQ/T
二.空气的温-熵图
以空气的温度T为纵坐标,以熵S为横坐标, 并将压力P、焓H及它们之间的关系,直观 地表示在一张图上,这个图就称为空气的 温-熵图,简称空气的T-S图。
(二)分子筛吸附法
此法让空冷塔预冷后的空气,自下而上流过分子筛吸附器(以下 简称吸附器),空气中所含有的H2O、C02、H2等杂质相继被吸 附剂吸附清除。
吸附器一般有两台,一台吸附时,另一台再生,两台交替使用。 此种流程具有产品处理量大、操作简便、运转周期长和使 用安全可靠等许多优点,成为现代空分工艺的主流技术。
多次交换热量 多次循环制冷
能量
2.以等熵膨胀与节流相结合的液化循环
林德循环是以节流膨胀为基础的液化循环,其温 降小,制冷量少,液化系数及制冷系数,而且节流 过程的不可逆损失很大并无法回收。而采用等 熵膨胀,气体工质对外做功,能够有效地提高循 环的经济性。
(1)克劳特循环 1902年,克劳特提出了膨胀机膨 胀与节流相结合的液化循环称之为克劳特循环, 其流程及在T-S图中的表示见图⒈10。
2.以等熵膨胀与节流相结合的液化循环
影响因素：
克劳特循环
膨胀气量
膨胀效率
膨胀前压力
节流
史
大型全低压流程。到目前为止，世界上投产的空分设备最大制氧 能力为12.25万m3（标）/h。
2 空气分离的基本流程
2、1空气分离的基本原理及方法
➢ 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
3.袋式过滤器
3
袋式过滤器 一般由滤袋、清 灰装置、清灰控 制装置等组成(见 图⒈3)。滤袋是 过滤除尘的主体, 它由滤布和固定 框架组成
4.干带式过滤器
干带式过滤器的 结构如图⒈4所 示。干带式过滤 器所用的干带, 是一种尼龙丝组
成的长毛绒状制 品或毛质滤带。
干带上、下两端装 有滚筒,滚筒由电动 机及变速器传动。
自⒛世纪70年代开始,在全低压空分设备上,逐渐用 常温分子筛净化空气的技术来取代原先使用的碱洗 及干燥法脱除水分和二氧化碳的方法。
1.吸附剂
硅胶
活性氧化铝的化学 式是Al2O3·nH20。用
于脱水
分子筛
硅胶的化学式是 活性氧化铝
SiO2·nH20。坚硬、无
定形链状和网状结构 的硅酸聚合物颗粒。
脱水、烃类
沸石分子筛又称 合成沸石或分子 筛，其化学组成 通式为 [M(I)M(Ⅱ)]O・
Al2O3・nSiO2・ mH20 。吸附主
要的材料。
2.吸附原理
吸附是利用一种多孔性固体物质去吸取 气体(或液体)混合物中的某种组分,使该 组分从混合物中分离出来的操作。
3 分子筛吸附的特点
分子筛吸附剂的特点是 : 选择吸附 干燥度很高 吸附能力强 分子筛具有高的稳定性 加热可使其再生
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
5.自洁式空气过滤器
二、水分、二氧化碳和乙炔的脱除
由于空分装置是在 低温下工作的（最 低达-192℃）。所 以如果带入水份和 二氧化碳，则以冰 和干冰的形式析出， 使管道容器堵塞， 冻裂，直接危害生
产。
脱除水分、二氧化 碳和乙炔的方法有 吸附法和冻结法等。 不同的装置采用不 同的方法。
4.吸附剂的吸附容量
吸附剂的吸附容量指单位数量的吸附剂 最多吸附的吸附质的量。
吸附容量大,吸附时间长,吸附效果好。 吸附容量通常受吸附过程的温度和被吸
附组分的分压力(或浓度)、气体流速、气 体湿度和吸附剂再生完善程度的影响。
4.吸附剂的吸附容量
吸附容量随吸附质分压的增加而增大,但 增大到一定程度以后,吸附容量大体上与 分压力无关。
2.3空气分离的基本过程
2.3空气分离的基本过程
3、空分装置类型
跟据冷冻循环压力的大小,空分装置分为 高压(7~20MPa)、中压(1.5~2.5MPa)和 低压(小于1MPa)三种基本类型。
4、氧、氮的应用
4.1氧的应用 A工业应用 B医疗保健
4.2 氮的应用
氮气主要用于生产合成氨,另外还广泛地用于化 工、冶金、原子能、电子(石油、玻璃、食品 等工业部门作保护气。
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﹣１９ ６ ℃，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
第三节 空气的液化
空气的液化指要使空气通过节流阀和膨胀机的 膨胀制冷获得低温，甚至液化。
在空气液化的过程中,为了补充冷损、维持工况 以及弥补换热器复热的不足,需要用到制冷循环, 而制冷循环与空气的许多热力学性质有关。下 面首先对制冷循环所用到的主要热力学性质和 温-熵(T-S)图做一简单介绍。
2.2空气的组成
2.2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。
吸附容量随吸附温度的降低而增大,所以 应尽量降低吸附温度(温度增加不利于吸 附过程)
流速越高,吸附剂的吸附容量越小吸附效 果越差。流速不仅影咱吸附能力,而且影 响气体的干燥程度。
5.大气中有害杂质的吸附及其影响
对分子筛有害的杂质有:二氧化硫、氧化氮、氯 化氢、氯、硫化氢和氨等
这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下, 会与分子筛起反应而使分子笫的晶格发生变化。 它们与分子筛的反应是不可逆的,因而降低了分 子筛的吸附能力。其结果是:随着使用时间的延 长,吸附器的运转周期就会缩短。
1 机械杂质的脱除 2 水分、二氧化碳和乙炔的脱除
一、机械杂质的脱除
机械杂质一般用设置在空气压缩机入口 管道上的空气过滤器脱除。
常用的空气过滤器分湿式和干式两类。 湿式包括拉西环式和油浸式;干式包括袋 式、干带式和自洁式
1.拉西环式过滤器
拉西环式过滤器由钢制外 壳和装有拉西环的插人盒 构成见图1.1,拉西环上涂有 低凝固点的过滤油。空气 通过时,灰尘等机械杂质便 附着在拉西环的过滤油上, 拉西环式过滤器通常适用 于小型空分装置。
液氮可用于国防工业,作为火箭燃料的压送剂和 作宇宙航行导弹的冷却装置。此外,液氮还广泛 地用于科研部门作低温冷源,以及用于金属的低 温处理、生物保存、冷冻法医疗和食品冷藏等。
第二节 空气的净化
空气净化的目的是脱除空气中所含的机 械杂质、水分、二氧化碳、烃类化合物 (主要为乙炔)等杂质,以保证空分装置顺 利进行和长期安全运转。这些杂质在空 气中的一般含量见表⒈3。