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空分技术要点及操作详解

空分技术要点与操作详解空分作为化工生产中重要的一个环节，其产生的工业气体用途广泛，作用重大。

煤化工空分装置基本术语1、空气存在于地球表面的气体混合物。

接近于地面的空气在标准状态下的密度为1.29kg/m3。

主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。

根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。

2、加工空气指用来分离气体和制取液体的原料空气。

3、氧气分子式O2，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。

在标准状态下的密度为 1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为90.17K。

化学性质极活泼，是强氧化剂。

不能燃烧，能助燃。

4、工业用工艺氧用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量一般小于98%。

（体积比）5、工业用气态氧用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量大于或等于99.2%。

（体积比）6、高纯氧用空气分离设备制取的氧气，其氧含量大于或等于99.995%（体积比）。

7、氮气分子式N2，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。

在标准状态下的密度为 1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa压力下的沸点为77.35K。

化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。

8、工业用气态氮用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量大于或等于98.5%（体积比）。

9、纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含量大于或等于99.995%（体积比）。

10、高纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含量（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。

可采用低温法空气分离设备制取液态或用气态氧液化制取。

煤化工行业配套空分的流程特点

煤化工行业配套空分的流程特点谭芳【摘要】介绍了在煤化工行业常压煤气化技术和加压煤气化技术不同的工艺特点下空分氧气产品和氮气产品的需求和实现方法,并分别介绍了相应空分装置流程的各自特点,为具体选择高效节能的煤化工配套空分装置流程提供了参考.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2013(031)003【总页数】4页(P5-8)【关键词】煤化工;煤气化;空分装置;流程;特点【作者】谭芳【作者单位】杭州杭氧股份有限公司,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TH49中国“缺油少气相对富煤”的现状决定了发展煤化工行业在我国具有举足轻重的地位。

煤气化是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。

配套的空分装置提供作为气化剂的氧气、合成原料气的氧气和氮气及输送气。

不同的煤气化工艺因其工作温度、工作压力和最终产品的差异，决定了作为空分装置的氧气、氮气的压力和产量等要求的不同，也决定了煤化工行业中空分装置的流程选择。

1 常压煤气化技术空分装置流程特点常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术以富氧空气为气化剂，连续气化无烟煤或焦炭，是对落后的常压固定层间歇式气化技术的改进。

恩德粉煤气化技术属流化床气化炉，气化炉内压力控制在14 kPa左右，为常压下操作，适用于气化褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤，以替代无烟煤和焦炭等高成本的原料。

一般使用氧含量大于50% 的富氧空气或氧气。

富氧空气一般是由空气鼓风机来的空气与空分装置生产的纯度为99% 以上的氧气混合而得到。

上述两种煤气化技术的气化炉压力都不高，一般不高于25 kPa，考虑到管网的压力损失，要求出空分装置的氧气压力在30～80 kPa左右，可以选择外压缩空分流程或自增压空分流程。

早先的外压缩空分流程通过提高空压机的排压，使空分装置的氧气压力达到要求，但此流程能耗高。

后改为不直接提高空压机排压，通过生产压力为12～15 kPa左右的低压氧气，经氧压机增压至所需压力进入用户管网，但需增加氧压机的投资成本和运行维护成本。

空分气化工艺及设备简要介绍2003资料

膨胀机组：从空压机来的一定压力的气体在膨胀机中进行膨胀做功，为气体分离提供冷量。
低温液体泵：包括液氧泵、液氮泵等。
板翅式换热器：进行流体冷热交换。材质为铝制，翅片间采用钎焊焊接。
精馏塔：分上塔、主冷、下塔三部分组成。
气化炉：目前常用的水煤浆气化炉（德士古气化炉、华理四喷嘴等）和干粉气化炉（航天气化炉、壳牌气化炉等），16万吨煤制油示范厂采用的是德士古气化炉，伊泰新疆能源有限公司采用的12台航天炉 +3台德士古气化炉。德士古气化炉燃烧室内壁内
工艺烧嘴：是水煤浆气化炉的核心设备，其功能有二：一是雾化煤浆，二是与炉体匹配形成适宜的流场。
煤浆及氧气通过工艺烧嘴进入气化炉反应室。通过专用的烧嘴冷却水系统保护气化炉燃烧室中高温环境下的工艺烧嘴。一般的工艺烧嘴为三流道预混式烧嘴，氧气走中心和外环隙，煤浆走中间Байду номын сангаас隙。烧嘴易于磨损。
破渣机位于气化炉底部与锁斗之间，用来破碎炉中产生的大块炉渣，以保证正常固体粒度的炉渣能顺利进入锁斗。是由壳体、动力装置、油马达，以及连接在马达旋转轴上的破碎刀片组成。
气化：原料煤通过棒磨机，制成合格的料浆后，通过高压煤浆泵加压送入气化炉，与氧气在气化炉反应室内发生气化反应，生成以CO、H2和CO2为主要成分的粗煤气。
变换：CO与H2O在变换触媒、高温等作用下反应生成CO2和 H2,也就是将CO变换成CO2，从水出提出H2。
低温甲醇洗：利用低温甲醇在低温下对CO2和H2S等酸性气良好的吸收能力，对CO2和H2S等酸性气进行脱除，使变换气得到净化，送到F-T合成单元。
衬耐火砖，顶置单烧嘴。航天炉燃烧室内衬水冷壁盘管，盘管外表面有耐火浇注料，保护盘管，水冷壁吸收热量后副产蒸汽。气化炉上部是燃烧室，下部是激冷室。德士古与航天炉都采用激冷流程，反应产生的粗煤气经过激冷环、下降管在水中洗涤，进行渣气分离，气体洗涤后进行合成气洗涤塔。渣进入破渣机进行破碎后排出气化炉。

煤化工空气分离及其工艺流程分析

煤化工空气分离及其工艺流程分析发布时间：2023-01-04T03:02:19.886Z 来源：《新型城镇化》2022年23期作者：毕翠玉[导读] 空气分离是指利用一定的物理技术，根据气体的物理性质对不同的气体进行分离，如氧、氮等常见气体，以及氦、氩等稀有气体进行区分。

山东华鲁恒升化工股份有限公司山东省 253000摘要：近年来，煤化工行业发展迅速，呈上升趋势，煤化工生产规模也在不断扩大，对各种生产设施和设备提出了更高的要求。

特别是空分设备的选型更注重工艺流程的合理性和安全性。

确定合适的空分装置工艺流程是煤化工企业生产活动中的关键问题之一。

为了保证空分装置的安全高效运行，煤化工企业必须选择正确的工艺流程，控制好安全运行的关键点。

关键词：煤化工；空气分离；工艺流程1煤化工空气分离的概念及其运行意义空气分离是指利用一定的物理技术，根据气体的物理性质对不同的气体进行分离，如氧、氮等常见气体，以及氦、氩等稀有气体进行区分。

空分设备是煤化工行业的重要设备。

随着煤化工的发展，对空分设备的要求越来越高。

煤化工空分装置的运行可以大大提高煤的转化率，提高煤化工企业的生产效率和生产质量，保证其生产目标的实现，为煤化工企业创造更多的经济效益，促进煤化工企业的可持续发展。

空分设备的运行强调安全，只有安全运行才能保证其运行的稳定，才能保证生产目标的实现。

选择正确的工艺流程，掌握合理的工艺流程选择是空分设备安全运行的前提之一。

2 煤化工空气分离工艺概述2.1低温加工低温空气分离理论是生产气态或液态氧气、氮气和氩气最有效、最经济的专业技术。

空分装置（ASU）采用传统多塔低温精馏塔的全流程，从压缩空气中获得高效、纯度高的氧气。

低温技术还可以以较低的增量成本生产高纯度的N2，作为有益的副产品流。

此外，还可以将液氧、液氧、液氮导入产品石英砂岩中，存储产品备份数据或副产品市场销售数据，增加固定资产和能源工程成本。

为了根据规模效应降低产品成本，再次对如何提高每列设备的生产效率进行科学研究。

煤化工空分系统介绍

为了保证连续供气，需要两个以上的吸附塔交替工作。再生的方法可采用加热提高温度的方法（ＴＳＡ），或降低压力的方法（ＰＳＡ）。这种方法流程简单，操作方便，运行成本较低，但不能获得高纯度的产品，氧纯度通常在93% 左右，适合配套于氧气用量不大，产品纯度要求不高的装置。
。
３、膜分离法。利用有机物聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧分子穿透薄膜的速度约为氮分子的４－５倍，从而实现氧氮的分离。这种方法装置简单，操作方便，启动快，投资少，氮富氧浓度一般适宜在35% 左右，规模也只适宜于小型装置，用于富氧燃烧和医疗保健等方面。
3.氮气广泛用于冶金、电子与石油工业、化工、食品、医疗、高科技行业，在本项目主要作为保护气、置换气、汽提气，用在全厂各工段。 4、氩气用于金属冶炼、机械、电子、照明等行业，在本项目中没有使用。 5、空气分离，简称空分。空分作为公用工程的一部分，主要任务是为气化工段提供纯氧。并为全厂各个工段提供符合标准的仪表空气、工艺空气和不同压力规格的氮气。副产品为液氧、液氮、液氩，可作为产品出售，提高投资收益。生产过程中排放的冷凝液送到脱盐水站，回收利用。
要将空气液化，就需要将空气冷却到 -173 ℃以下，这种制取高纯度产品的方法叫做深度冷冻法，而利用沸点差将液空分离的过程就是精馏过程。由于提取产品纯度高，装置可以大型化，普遍应用于空分行业。
２、变压吸附法。利用分子筛对不同的分子具有选择吸附的特点，有的分子筛对氮具有较强的吸附性能，让氧分子通过，因而获得纯度较高的氧气；有的分子筛对氧据有较强的吸附性能，让氮分子通过，因而获得纯度较高的氮气。由于吸附剂的吸附量有限，当吸附某种分子达到饱和时，就没有继续吸附的能力，需要将被吸附的物质赶掉，才能恢复吸附能力，这一过程叫再生。

煤化工空分设备流程特点及选择

煤化工空分设备流程特点及选择发表时间：2018-09-18T15:26:10.877Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：武洪智[导读] 摘要：空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。

大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔市 021000摘要：空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。

本文从煤气化技术对氧气、氮气产品规格的要求，氧气、氮气的实现形式等方面，介绍煤气化工空分设备的流程特点及选择。

关键词：空分设备；煤化工；流程特点；流程选择一‘煤化工行业发展意义及煤气化技术1.1有序发展煤炭产业是国家能源发展战略的一个重要方面中国是煤炭主导型化石能源资源相对丰富的国家，按照《BP世界能源统计2009》的数据，我国煤炭储量占世界总储量的13.9%，居世界第二，石油和天然气储量分别占世界总储量的1.2%和1.3%，我国的能源资源呈现“多煤、少油、少气”的局面。

在这种形势下，发挥中国煤炭资源优势，采用先进可靠技术，有序发展煤炭和煤炭相关的洁净煤、燃煤发电、煤化工等煤基能源产业，适当缓解中国石油短缺的矛盾，就成为“节约优先、立足国内、多元发展、依靠科技、保护环境、互利合作，构筑稳定、经济、清洁、安全能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展”国家能源发展战略的一个重要方面。

1.2煤化工产业发展现状传统煤化工产业以生产基础原料为基本特征。

主要有“煤—焦炭、煤—电石—PVC、煤—煤气化—合成氨—尿素”三条产业路线，主要生产焦炭、电石、PVC和合成氨等产品，为钢铁、农业等行业提供原材料。

现代煤化工以洁净、高效煤气化替代石油生产附加值较高的石化产品和燃料为基本特征。

现代煤化工基本上以低端的烟煤、褐煤为原材料，主要包括煤制气、煤制烯烃、煤制油、煤制醇醚和煤制乙二醇，大幅提升煤炭经济价值，是技术、资金、人才密集型产业。

现代煤化工公用工程基础知识,空分装置说明

3 空分装置3.1 工艺设计基础3.1.1装置生产能力空分装置制氧能力：30000Nm3/h3.1.2 装置组成空分装置由如下4工序组成：（1）空气压缩工序；（2）空气净化工序；（3）空气分离工序；（4）液氧液氮液氩贮存工序。

空分装置、工序、主项编码如下表。

3.1.3 原料、产品和催化剂等规格（1）原料本装置原料为空气。

原料空气质量规格（杂质含量）如下表：（2）产品规格（3）化学品规格3.1.4 原料、催化剂和化学品消耗量3.1.5 公用工程物料规格及消耗3.2 工艺说明3.2.1 生产方法及工艺特点空分装置以空气为原料，通过离心式空气压缩、分子筛空气净化、两级空气精馏的方法将空气分离为氧气和氮气，供煤气化装置、备煤装置及公用工程系统使用。

空分装置副产的仪表空气供全厂装置正常生产时使用，副产的液氧液氮液氩外售。

空分装置采用“离心式空气压缩＋分子筛空气净化＋两级空气精馏＋液氧泵内压缩”工艺技术，此技术是成熟的工艺技术，有以下主要特点:●用高效的两级精馏制取高纯度的氧气和氮气；●用增压透平膨胀机，利用气体膨胀的输出功直接带动增压风机以节省能耗，提高制冷量；●热交换器采用高效的铝板翅式换热器，使结构紧凑，传热效率高；●采用分子筛净化空气，具有流程简单、操作简便、运行稳定、安全可靠等优点，大大延长装置的连续运转周期；●采用液氧泵内增压流程，使空分装置操作运行更加安全;采用DCS控制，使空分装置始终在最佳经济点运行。

3.2.2 工艺流程简述从大气吸入的空气经空气过滤器（S01101）滤去灰尘杂质后，入空气压缩机（K01101）加压至0.5MPa（G），然后进入空气冷却塔（C01201）。

空气在空冷塔下段，与循环冷却水逆流接触而降温。

然后通过上段与经冷水机组冷却的冷冻水逆流接触，降温后入分子筛吸附器（C02103A/B），清除空气中的水份、二氧化碳和碳氢化合物。

已净化的空气一部分作为仪表空气供全厂用户使用，剩余部分进入冷箱（Z01301）进行深冷分离。

空分工艺、设备基础知识(图文示例)

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空分工艺流程与设备
自洁式空气过滤器的功能：空气中杂质与灰尘被带进透平压缩机，会引起工作伦
和叶片及导流器的磨损加剧，被带到冷却器中会造成表面污染，导致传染系数下降，阻力增加。
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空分工艺流程与设备
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空分工艺流程与设备
自洁式过滤器特点 1、过滤器阻力小（0.3~0.8kpa） 2、适应性广，反吹耗气少（仅为 0.1~0.5m3/min） 3、占地面积小，结构简单、防腐性能好、日常维护量小 4、过滤效率高，平均过滤效率对 1um 粒子而言可达 99.5%以上。
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空气分离理论基础
热力学基本定律 1、热力学第一定律功和热量能相互转化。理想绝热条件下，空分装置透平膨胀机对外做功等于
进、出口的焓差。 L0=i1-i2 L0: 对外做功 i1/i2:出口焓值/进口焓值
34
空气分离理论基础
热力学第二定律热不可能自发的、不付代价的从一个物体传给另一个
16
空气分离理论基础
（2）空气中水分和二氧化碳的清除加工空气中的水分和二氧化碳由于凝固点较高，在进
入空分装置低温设备后将会形成冰和干冰，堵塞低温设备的通道，而影响空分装置的正常工作。为此需要利用分子筛纯化器预先把空气中的水分和二氧化碳清除掉。进入分子筛纯化器的空气温度约为8℃，出纯化器的空气温度由于分子筛吸附而产生的吸附热约上升到14℃左右。
空气及其组成气体的性质空气是一种多组分混合气体，其主要组成是氧、氮、
氩、二氧化碳，还有微量的稀有气体、甲烷及其他碳氢化合物等。此外，空气中还有少量而不定的水蒸气及灰尘等。
O2
N2
Ne
Kr
He
Ar
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空气分离理论基础

《煤化工行业配套空分的流程特点》

煤炭化学工业空气分离的过程特征导言煤炭化学工业在全球经济中发挥着关键作用，为燃料、化肥和塑料生产等广泛的工业提供了必不可少的原材料。

煤炭化学生产涉及的关键过程之一是空气分离，空气分离对于获得氧，氮，rg等各种气体至关重要。

煤炭化学工业的独特性，加上空气分离的具体要求，形成了不同的工艺特征，值得探索。

复杂的原料构成煤炭化学工业在空气分离方面的主要挑战之一是原料成分复杂。

与主要处理大气空气的传统空气分离过程不同，煤炭化学工业利用多种原材料，包括煤炭、天然气和生物质。

这种不同的原料构成在空气分离获得的气体的纯度和构成方面提出了挑战。

工程师和操作人员必须认真优化工艺，对原料成分的变化进行衡算，保证分离气体的质量达到行业标准。

高能量强度煤化学工业中空气分离的另一个特点是工艺的能量强度较高。

通过低温蒸馏生产氮，氧和a需要大量的能量输入，主要表现为制冷和压缩。

这种高能源强度不仅造成空气分离工厂的运行成本，而且由于与能源密集过程有关的碳足迹很大，也提出了环境因素。

正在进行重大的研究和开发努力，以提高煤炭化学工业空气分离技术的能源效率。

独特的产品要求煤化学工业对通过空气分离获得的气体也提出了独特的产品要求。

生产合成气体是煤与化学过程的关键中间体，这就需要对气体混合物的成分进行精确控制，包括氢与一氧化碳的比例。

这给空气分离单元的设计和运行带来了挑战，因为传统上强调最大限度地生产单个气体必须与需要量身定制的气体成分相平衡，以满足下游工艺的具体要求。

与煤气化相结合在许多煤化工生产设施中，空气分离与煤气化工艺紧密结合。

煤气化能将煤转化为合成气体，是一氧化碳，氢等气体的混合物，是各种下游化学过程的重要原料。

将空气分离与煤气化相结合，提出了独特的工艺考量，例如需要管理可能影响空气分离单元性能的合成气体中的杂质。

在同一设施中共同生产合成气体和工业气体需要进行认真协调，以优化总体植物性能。

案例研究：煤对奥芬工厂的空气分离煤对烯（CTO）工厂中可以找到一个说明煤化学工业中空气分离独特过程特征的例子。

空分技术要点及操作详解

空分技术要点与操作详解空分作为化工生产中重要的一个环节，其产生的工业气体用途广泛，作用重大。

煤化工空分装置基本术语1、空气存在于地球表面的气体混合物。

接近于地面的空气在标准状态下的密度为1.29kg/m3。

主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。

根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。

2、加工空气指用来分离气体和制取液体的原料空气。

3、氧气分子式O2，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。

在标准状态下的密度为 1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为90.17K。

化学性质极活泼，是强氧化剂。

不能燃烧，能助燃。

4、工业用工艺氧用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量一般小于98%。

（体积比）5、工业用气态氧用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量大于或等于99.2%。

（体积比）6、高纯氧用空气分离设备制取的氧气，其氧含量大于或等于99.995%（体积比）。

7、氮气分子式N2，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。

在标准状态下的密度为 1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa压力下的沸点为77.35K。

化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。

8、工业用气态氮用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量大于或等于98.5%（体积比）。

9、纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含量大于或等于99.995%（体积比）。

10、高纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含量（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。

可采用低温法空气分离设备制取液态或用气态氧液化制取。

煤气化装置主要设备介绍1

煤气化装置主要设备
一、空分：
主要投资（一套装置）：
1、空气压缩系统空压机、增压机、膨胀机、氮压
机、氧泵、氮泵、蒸汽透平机
2、预冷系统空冷塔、水冷塔、水泵
3、纯化系统纯化器、（吸附塔剂）、切换蝶阀、电
加热器（蒸汽加热器）
4、分馏系统高压主板式换热器
循环泵、液体泵
低温阀（进口）
分馏塔（上塔、下塔、内件、器）
提氩装置（塔、器、泵）
5、仪控系统DCS、电磁阀、UPS电源、分析仪、
现场仪表
6、电控系统
二、煤储运与备煤（磨煤系统）：
主要投资（一套装置）：
1、密闭筒仓、栈桥、皮带系统、筛分破碎、除尘
2、机组磨煤机、电机、减速机、给煤机、密封风
风机、热风炉
3、输送计量系统称重系统
煤仓、皮带
4、仪控系统仪表、阀、
5、润滑系统高低压稀油站
6、助溶剂给料系统
7、稀相输送系统
三、气化岛（密相输送、煤气化与洗涤、黑水处理）：
主要投资（一套装置）：
1、密相输送加压罐器
煤仓（低压）
缓冲罐
过滤器
换热器
输送球阀
循环热水泵
2、氧氮气给料缓冲罐
过滤器
换热器
调节阀
3、煤气化与洗涤气化炉
泵
压力容器
换热器
文丘里洗涤器
调节阀
4、排渣系统破渣机
捞渣机
灰渣罐（锁）
火炬
锁渣阀
调节阀
5、黑水及蒸汽冷凝系统闪蒸罐
换热器
泵
水罐
压滤机
调节阀
6、仪控系统SIS系统（进口）
DCS系统
粉煤测量仪表（进口）
分析仪器
现场仪表。

《煤化工行业配套空分的流程特点》

《煤化工行业配套空分的流程特点》The process characteristics of air separation technology in the coal chemical industry are unique and essential for supporting the overall operations of the industry. 空分技术为煤化工行业提供了至关重要的支持，其流程特点独特而重要。

Air separation units play a crucial role in the production of various chemicals, such as ammonia, methanol, and other important raw materials. 空分装置在生产氨、甲醇等重要化工原料方面扮演了至关重要的角色。

The process involves the separation of air into its primary components, including nitrogen, oxygen, and argon, to meet the specific requirements of the coal chemical industry. 该流程涉及空气分离为氮气、氧气、氩气等主要组成部分，以满足煤化工行业的特定需求。

The efficient operation of air separation units is crucial for maintaining the production continuity and quality standards of coal chemical products. 空分装置的高效运行对于保持煤化工产品的生产连续性和质量标准至关重要。

Additionally, the integration of air separation technology with other processes in the coal chemical industry can enhance overall efficiency and cost-effectiveness. 此外，将空分技术与煤化工行业的其他流程整合在一起可以提高整体效率和成本效益。

空分预冷系统介绍

空分预冷系统介绍空分设备的换热一、换热的设备按原理分类，可分为三类：1、混合式换热：冷热流体通过直接接触进行热量交换，故亦称直接接触式换热器。

空分中水冷塔、空冷塔就属于这种类型。

2、蓄热式换热器冷热流体交替通过传热表面。

当冷流体通过时将冷量(或热量)贮存起来，而后热流体(或冷流体)在将气量取出。

3、间壁式换热器(亦称间接式换热器)冷热流体被固体传热表面隔开，而热量的传递通过固体传热面进行的。

间壁式换热器按其传热面的结构又分为：管式换热器、板式换热器、板翅式换热器及特殊型换热器。

二、传热的基本方式热量从高温物体向低温物体传递有三种基本方式：即传导、对流、辐射。

1、传导传热热传导亦称导热，是直接接触物体各部分之间的传热现象。

①在液体和固体中热量的转移时依靠分子的碰撞。

②固体金属主要依靠自由电子的运动。

③气体则主要依靠分子的不规则运行。

2、对流传热由于流体(液体或气体)本身流动，将热量从流体一部分传递到另一部分的现象称为对流传热。

其热量是依靠流体流动的位移而进行的。

3、辐射传热辐射是指热量不借任何介质传递，而直接由热源以电磁波形式辐射出来被另一物体部分或全部吸收而转变为热能。

三、板翅式换热器板翅式换热器是一种全铝金属结构新型组合式间壁换热器。

它结构紧凑，平均温差很小，在单位体积内的传热面积很大，传热效率高达98%~99%，同时使有色金属的消耗为零。

而且启动快，实属高效新型换热器。

1、板翅式换热器的结构板翅式换热器的板夹基本结构。

如图：它由隔板、板片、封条三部分组成。

板片的机构形式有：光直性版板片、锯齿形板片、多孔性板片。

板夹要构成一个实际的换热器(叫一个单元)，还需要封条位置的布置。

四、冷凝蒸发器冷凝蒸发器是联系上下塔的重要换热设备。

(是产生相变的热换热设备)。

常见的有板式和管式两种。

它是由板式单元组合成的全铝结构容器。

五、氮水预冷器氮水预冷器安装在保冷箱外是常温换热器。

它的作用是利用污氮氮水的不饱和度冷却水，而后通过水在冷却加工空气体，即降低加工空气的温度，同时减少加工空气饱和含水量。

空分设备在煤化工中的应用

空分设备在煤化工中的应用摘要：煤化学工程（煤化工）的基本技术要点涉及转化与利用煤炭，煤化工的现有技术流程集中体现在煤炭原料的气化转化、加工转化与煤炭原料液化。

煤化工的原料转化加工实现过程不能缺少空分设备的保障，煤化工的空分设备系统应当能够运用于化工企业的整个生产加工环节。

因此，本文探讨了煤化工中的空分设备核心技术要点，促进煤化工的空分设备装置实现综合效能的优化。

关键词：空分设备；煤化工；应用技术煤化工的生产实施过程必须要配置大规模的化工生产设备，煤化工技术目前应当划分为煤液化、煤气化与煤化工的联产技术等。

在当前时期的化工产业创新发展背景下，煤化工领域的全新技术增长点已经表现得十分突出，化工企业正在全面着眼于清洁以及高效的煤炭原料加工转化工艺。

煤化工的良好效益指标实现不能缺少企业设备装置的重要保障因素，化工企业人员应当能够经常维护企业空分设备，促进煤化工的空分设备安全使用效能得到提升。

一、煤化工技术的基本要点（一）煤液化的技术要点在煤化工的实践技术中，煤液化属于核心的技术要点，间接与直接的煤液化转化工艺手段目前都已获得了较广范围的采纳运用。

具体对于油煤浆的化学工程原料在进行规模化的制作生产时，应当保证限定在20MPa左右的催化加氢压强以及400℃以上的系统反应温度，进而得到品质纯净的液化油。

近些年以来，化工技术人员正在重点针对于直接性的煤液化工艺流程进行深入的研究探索，通过直接进行液化油煤浆的加工转化过程来达到控制煤化工能耗以及降低煤化工生态污染的良好实施效果。

间接性的煤液化工艺首先在于合成氢气以及二氧化碳，进而运用专业技术方法来制作形成最终的化工产品[1]。

例如在大规模制作与合成发动机的燃料油过程中，应当能够严格控制在间接液化的最佳反应压力以及空间温度条件。

间接液化的煤化工生产技术需要用到专门催化剂，同时借助于低温合成的浆态床作为重要的反应辅助设施。

（二）煤气化的技术要点煤气化的本质体现在借助气化剂（通常为氧气）来促进化学反应的产生过程，并且将合成气作为中间的化学反应产物，进而合成得到甲醇或者氨的化工原料。

空分流程PPT课件

一、空分设备流程
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空分设备系统流程图
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1.1 系统组织 • 动力系统：
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• 净化系统
由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化系统组成
经压缩后的原料空气温度较高，空气预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、氧化亚氮以及其他碳氢化合物等对空分设备有害的杂质第。4页/共26页
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第一代铝带蓄冷器冻结高低压流程（1956~1958）
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第二代石头蓄冷器冻结全低压流程（1964~1968）
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第三代切换式冻结高低压流程（1970~1978）
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第四代常温分子筛净化全低压流程（1981~1984)
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• 制冷系统空分设备主要是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。
不过通常提到空分设备的制冷系统，主要指膨胀机。
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• 热交换系统空分设备的热平衡是通过制冷系统和热平衡系统来完成的。随着技术的发展进步，现在的换热器主要使用铝制的板式换热器。
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• 精馏系统 ➢ 空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。 ➢ 通常采用高、低压两级精馏方式。 ➢ 主要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成
制冷量大，流程相对较复杂
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➢ 按流程方式膨胀空气进上塔膨胀空气进下塔氮循环制冷流程气体液化装置流程
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2.3内压缩流程和外压缩流程的比较

现代煤化工必备装置－空分

现代煤化工必备装置－空分分子筛净化流程的空分设备在短期停车后重新回复启动时应注意什么问题？1、空压机应缓慢升压，防止因压力突然升高对空冷塔的冲击。

应先升压后开水泵；2、注意空冷塔的水位，防止因水位过高而造成分子筛吸附器进水；3、短期停车时如再生的分子筛吸附器已经即将结束，可以手动切换使用经再生的分子筛吸附器；4、在分子筛吸附器再生系统调整到正常工艺条件，且分子筛后分析点的二氧化碳含量小于1×10-6时将空气缓慢导入空冷塔；5、在调整空分工况的同时缓慢切换分子筛再生气，并改用污氮，保证再生气流量。

为什么空冷塔启动时要求先通气后开水泵？这是防止空气带水的一种措施。

充气前塔内空气的压力为大气压，当把压力为0.5MPa的空气导入塔内时，由于容积扩大，压力会突然降低，气流速度急剧增加，它的冲击挟带作用很强。

这时如果冷却水已经喷淋，则空气出空冷塔时极易带水，所以要求塔内先充气，待压力升高气流稳定后在启动水泵供水喷淋。

其次，如果先开水泵容易使空冷塔内水位过高，甚至超过空气入口管的标高，使空压机出口管路阻力增大，引起透平空压机喘振。

我厂规定空冷塔内压力高于0.4MPa 后才能启动循环水泵。

运行中当压力低于此数值时水泵要自动停车。

膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关？膨胀机的总制冷量与膨胀量、单位制冷量有关，而单位理论制冷量取决于膨胀前的压力、温度和膨胀后的压力。

因此，膨胀机的制冷量与各异素的关系为：1、膨胀量越大总制冷量也越大；2、进、出口压力一定时，机前温度越高单位制冷量越大;3、机前温度和机后压力一定时，机前压力越高，单位制冷量越大；4、膨胀机后压力越低，膨胀机内压降越大单位制冷量越大；5、膨胀机绝热效率越高制冷量越大。

什么叫冷量冷损失？它分为哪几种？通过花费一定的代价，将气体压缩后再进行膨胀获得的冷量未能加以回收利用称为冷量损失。

包括以下几个方面：1、热交换不完全损失；2、跑冷损失;3、其它冷损失。