空气低温分离技术发展的
空气分离氩气
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空气分离氩气空气中有氧气、氮气、二氧化碳等多种成分,其中还含有少量的氩气。
氩气是一种惰性气体,具有高热稳定性和化学稳定性,广泛应用于各个领域。
为了获得纯净的氩气,需要进行空气分离。
空气中的氩气含量约为0.93%,在大气中分布均匀。
由于氩气与空气中其他成分的性质相近,很难通过常规的物理或化学方法直接提纯氩气。
因此,需要通过空气分离技术来获取氩气。
空气分离技术主要有两种:低温分离技术和膜分离技术。
低温分离技术是利用不同气体在低温条件下的沸点差异进行分离的方法。
在低温下,氧气和氮气可以通过调节温度和压力来实现分离,而氩气则通过减压冷却和再加压回收的方式得到纯净的氩气。
低温分离技术中最常用的方法是利用极低温下气体的沸点差异进行分离的方法,即常用的制氧制氮设备。
在这种设备中,气体首先经过压缩,然后通过冷却器降温至低温,氧气和氮气分别沸腾,通过相应的收集器进行分离。
而氩气由于沸点较低,会先于氮气沸腾,可以通过调整收集器来收集纯净的氩气。
除了低温分离技术外,膜分离技术也是一种常用的空气分离方法。
膜分离技术是利用不同气体在特定膜上的渗透性差异进行分离的方法。
通过选择合适的膜材料和膜结构,可以实现氧气、氮气和氩气的分离。
在这种方法中,空气经过膜分离器后,氧气和氮气会通过不同的膜孔径而被分离,而氩气则可以通过调节操作参数来实现分离。
空气分离技术的发展使得氩气的提纯变得更加高效和经济。
纯净的氩气广泛应用于各个领域,如电子工业、金属冶炼、激光技术、保护气体等。
在电子工业中,氩气常用于保护焊接,以防止氧气和水蒸气的干扰;在激光技术中,氩气可用作激光介质,产生高能量的激光束;在金属冶炼中,氩气可用作惰性气体,防止金属的氧化和污染。
空气分离氩气是一项重要的技术,通过低温分离和膜分离等方法可以获得纯净的氩气。
纯净的氩气在各个领域有着广泛的应用,为人们的生产和生活带来了便利和效益。
随着科学技术的不断进步,空气分离氩气的技术也将进一步发展,为社会的发展做出更大的贡献。
低温分离 co2
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低温分离 co2近年来,气候变化的影响越来越明显,人类活动排放的CO2正成为气候变化的主要原因之一。
为了减少CO2排放,国际社会在政策、技术和经济等方面加大了努力。
其中,低温分离CO2技术备受关注,为有效控制气候变化做出了重要贡献。
低温分离CO2技术是一种新型环境技术,它主要利用低温的物理状态变化来分离CO2,而不改变其温度。
CO2分离技术分为两类:一类是分子筛法,它可以有效地去除CO2;另一类是利用低温溶剂技术,它可以有效的把CO2从溶液中分离出来。
低温分离CO2技术,可以在较低的温度下完成CO2的分离,与常温分离技术相比,低温分离可以节省大量能源,更加经济环保。
它可以有效为未来的工业废气净化提供有效技术支持,为减少CO2排放量做出贡献。
另外,低温分离CO2技术还可以减少空气污染,减少对气候的影响。
CO2分离技术可以将大气中的高温CO2分离出来,降低大气中的温度,从而减少大气污染物(如硫、氨等)的排放,起到净化空气的作用。
而且,低温分离CO2技术可以释放更多的低温CO2,如果当地能源丰富,则可以将低温CO2引入工业设备中作为能量源,节约能源,从而减少对环境的污染。
低温分离CO2技术的发展是气候变化应对的重要一步,它的发展和推广将大大减少CO2排放,减轻气候变化的压力,为人类可持续发展提供重要的支持。
低温分离CO2技术的研究正在加快步伐,目前已有多家企业开发了有效的低温分离CO2技术,并在各行业得到了广泛应用。
不仅如此,未来,政府和企业还将投入更多资源,把这一技术推向更高水平。
总之,低温分离CO2技术为减缓气候变化、保护环境、促进可持续发展提供了重要技术支撑,具有重要的现实意义和社会价值。
未来,我们将继续深入研究和实践,为保护地球家园做出应有的贡献。
马后炮培训微课堂-深冷空分
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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。
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
三、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
三、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(7~⒛MPa)、 中压(⒈5~2.5MPa)和低压(小于1MPa)三种基本类型。
气体深冷分离技术分析
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气体深冷分离技术分析摘要:气体深冷分离技术是生产氧气和氮气的常用方式,在生产过程中对气体分离装置具有较高要求,需要以气体分离装置为载体,利用正确标准的分离技术来满足工艺的基本要求。
整个过程需要通过降温对空气进行精馏分离,为得到高纯度产品提供保障,这些技术都属于气体深冷分离技术,是工业生产企业需要具备的基础能力。
企业需要积极探索气体深冷分离技术,提高产品纯度来满足市场需求,提高企业核心竞争力。
关键词:气体深冷;分离技术;分析研究引言气体深冷分离技术是工业生产领域常用的一种方式,为了发挥此技术的功效和作用,需要将科学合理的选择气体分离装置作为基础要求,通过气体分离装置与深冷分离技术的配合保证氮气、氧气等的制取纯度。
只有纯度达到标准才能正式投入使用,对于企业来说是促进稳定发展、提高综合竞争力的重要保障。
深冷分离技术之所以被工业领域广泛应用,是因为其具备经济性、易操作等特点,能够满足绝大多数生产企业的要求。
近年来为了更深层次的发挥深冷分离技术的优势,科研人员对其不断进行改良与升级,其制取的氮气和氧气纯度达到了99.9%,这为工业生产企业带来了更大的社会效益和经济价值,也因此更受社会各界的关注和重视。
1 气体分离技术概述工业生产中常用的气体包括氧气、氮气、二氧化碳等,相关领域在使用这些气体时对纯度都提出了较高要求,一般来说纯度越高越有利于企业发展,这也是企业一直在探索提高气体制取纯度的主要原因。
常用的气体分离技术包括:①精馏法,将不同气体通过混合冷凝后成为液体,依据液体沸点不同的原理采取精馏形式将单一气体分离出来;②分凝法,此方法与精馏法比较类似,都是利用不同沸点展开分离工作。
不同之处是分凝法适用于沸点相差较大的情况;③吸收法,采用液体吸收剂,在温度、压力适宜的前提下将混合物中的某种物质进行吸收,包括物理吸收和化学吸收两种形式;④吸附法,以固体吸附剂为道具,将混合物中的固体进行吸附;⑤薄膜渗透法,借助高分子聚合物,选择渗透性较好的物质进行分离。
低温气流破壁分离技术
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低温气流破壁分离技术低温气流破壁分离技术是一种常用的物质分离技术,通过利用低温气流对物质进行破壁,实现对物质的高效分离。
该技术在食品加工、化工、制药等领域有着广泛的应用。
低温气流破壁分离技术的原理是利用低温气流对物质进行破壁,使其分离为不同的组分。
低温气流破壁分离技术主要包括低温气流破壁装置和破壁工艺两个方面。
低温气流破壁装置是低温气流破壁分离技术的核心设备,它主要由低温气流发生器、气流输送管道和分离装置组成。
低温气流发生器通过将高温气体通过冷却装置降温,产生低温气流。
低温气流通过输送管道输送到分离装置,对物质进行破壁分离。
在破壁工艺方面,低温气流破壁分离技术主要有两种方式:冷冻破壁和超低温破壁。
冷冻破壁是指将物质置于低温环境中,利用低温气流对其进行破壁分离。
超低温破壁则是将物质置于更低的温度下,通过超低温气流对其进行破壁分离。
这两种方式可以根据不同的物质性质和分离需求进行选择。
低温气流破壁分离技术具有多种优点。
首先,由于采用低温气流进行破壁分离,可以避免高温对物质的破坏,保持物质的原有活性和营养成分。
其次,低温气流破壁分离技术操作简单,成本低廉,适用于大规模生产。
再次,该技术对环境友好,不会产生污染物。
低温气流破壁分离技术在食品加工行业有着广泛的应用。
例如,在果蔬加工中,可以利用低温气流破壁分离技术对果蔬中的细胞壁进行破坏,增加果蔬中的营养成分的释放率和可溶性物质的含量。
在奶制品加工中,可以利用低温气流破壁分离技术对乳蛋白进行破坏,提高乳制品的质地和口感。
在谷物加工中,可以利用低温气流破壁分离技术对谷物中的淀粉和蛋白进行破坏,提高谷物的消化率和营养价值。
除了食品加工行业,低温气流破壁分离技术还在化工、制药等领域得到了广泛应用。
在化工领域,可以利用低温气流破壁分离技术对化工原料进行破壁,提高化工产品的纯度和品质。
在制药领域,可以利用低温气流破壁分离技术对药物进行破壁,提高药物的可溶性和吸收率。
低温气流破壁分离技术是一种重要的物质分离技术,具有广泛的应用前景。
低温技术原理与气体分离
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低温技术原理与气体分离低温技术是一种以极低温为工作温度的技术手段,用于处理和分离物质。
低温技术主要应用于工业领域,如液化天然气工艺、空分设备、冷冻冷藏技术等。
在低温条件下,气体可以被液化和分离,这是通过降低气体分子的动能实现的,一般采用冷凝或吸附的方式进行气体分离。
低温技术的原理主要包括以下几个方面:1.冷凝原理:冷凝是将气体转变为液体的过程。
当气体的温度降低到或低于其饱和蒸汽压对应温度时,气体会从气态转变为液态或固态。
这是因为低温条件下,气体分子的动能减小,无法克服分子间的相互作用力而凝结成液体或固体。
冷凝过程一般涉及到热量的释放,所以需要将冷凝器保持在较低的温度下或采用冷却介质进行冷却。
2.吸附原理:吸附是一种利用固体表面吸附剂与气体分子之间的吸附力使气体分离的过程。
在低温条件下,一些吸附剂对特定气体具有高的选择性,可以吸附目标气体,而不吸附其他气体。
通过连续吸附与解吸过程,可以实现对气体的分离和纯化。
吸附过程一般需要较低的温度和较高的压力。
3. 物理吸附原理:物理吸附是一种基于物理相互作用力的吸附过程。
在低温条件下,气体分子与固体吸附剂表面发生范德华力(Van derWaals forces)相互作用,使气体分子被吸附在固体表面上。
物理吸附过程主要受温度和压力影响,温度越低或压力越高,物理吸附能力越强。
低温技术常用于气体的分离和纯化。
气体分离主要通过适当的低温条件降低气体分子的动能来实现。
常见的气体分离方法包括:空分、液化天然气工艺、气体吸附等。
空分是将空气中的主要组分氧、氮和稀有气体按照不同的物理性质进行分离的过程。
空分通常采用低温精馏技术,通过连续的冷凝和蒸发过程,将空气中的氧气和氮气分离。
空分设备中的主要组件包括换热器、冷凝器、加热器、精馏塔等。
液化天然气工艺是将天然气中的主要成分甲烷进行液化的过程。
液化天然气工艺通常采用低温冷却和压缩等技术,将天然气中的杂质和碳氢化合物去除,通过降低温度和增加压力,将甲烷气体转变为液态。
1211 常温空分行业制氮现状及发展
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常温空分(制氮)现状及发展图-1 各种制氮方法适用范围常温空分与低温空分相比,具有设备生产周期短、一、空分方式及适应性空分,即空气分离,顾名思义就是将空气中的不同组份进行分离,得到某一组份或者多个组份。
空气分离的工业方法分为低温法及常温法。
低温法就是将压缩空气进行冷却并液化,利用氧、氮等组份沸点的不同,通过精馏的方法,达到空气分离的目的。
从德国人卡尔.林德发明第一台10Nm 3/h 的低温法制氧机开始,低温法空分技术已经发展了100多年,并一直以大型化、低能耗、多产品为发展方向,目前单套生产能力可超过100,000Nm 3/h ,可同时产氧、氮、氩等气体产品以及液体产品。
常温法就是在常温气态下,利用分离技术达到氧、氮分离,可实现生产单一组份高纯气体产品及另一组份富集气体产品。
常温空分方式分为变压吸附和膜分离两种。
常温空分是近40~50年发展起来的新技术,随着技术的进步,常温空分设备的单套产能在不断增大;所制取的产品纯度也在不断提高,逐渐替代了以前小型低温空分设备的市场。
投资小、占地面积小、操作维护简单、开停机时间短、经济、产能调节容易、安全系数高的特点,适用于中小规模用气量(15,000Nm3/h 以下)。
两种方法简单比较如下:二、常温空分的应用常温空分制氮装置可以提供灵活、方便、移动、经济的现场制气解决方案,受到越来越多用户的认可。
利用氮气的化学惰性特点(防止燃烧、氧化、爆炸…), 广泛应用于各行各业,如:● 油气上游的气体钻井及油气3采(氮气压力在100-350bar)、管道试压吹扫、油气下游的炼化、天然气净化、天然气液化、LNG 接收站、成品油库及气库或码头...... ● 化工过程中物料输送、封装、置换、催化剂保护…… ● 制药行业中的中间体合成、物料输送、置换...... ● 电子行业中的芯片封装、SMT 回流焊、波峰焊......● 食品行业中的粮食储藏、食用油保存、水果储藏、小包装灌装、薯片充氮包装等...... ● 金属行业中的热处理、粉末冶金、激光切割、熔铸、冷轧...... ● 煤矿行业中采空区的防止煤炭自燃、防止瓦斯爆炸...... ● 海洋平台、化学品船、航天复合材料、橡胶等领域 ● 电力及钢铁行业中煤粉封装、输送,防止煤粉燃烧爆炸 ● 模拟运动员高原缺氧训练环境…三、常温空分技术简介1. 变压吸附空分技术简介变压吸附基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同压力下有不同的吸附容量,并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组份又有选择吸附的特性。
空气制冷技术的相关应用与发展思考
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空气制冷技术的相关应用与发展思考摘要:作为一种现代化的制冷技术,空气制冷技术的合理应用,在提高人们生活舒适性方面,发挥着十分重要的作用。
本文重点针对空气制冷技术在低温领域、制冷空调领域中的应用与发展进行了详细的分析,旨在促进空气制冷领域的发展,以供参考。
关键词:空气制冷技术,低温领域,制冷空调领域空气是一种取之不尽用之不竭的资源,空气制冷技术是一种环境友好型的制冷技术,在提高人们生活品质方面意义重大。
对空气制冷技术的应用与发展进行研究具有十分重要的意义,可以采取更加科学合理的措施,挖掘空气制冷技术的应用潜力。
一、空气制冷技术在低温领域中的应用与发展对空气制冷技术进行应用,可以为相关人员制取低温提供极大地便利。
而且,空气制冷机,以空气制冷技术为基础,在相对较大的冷却负荷范围和低温条件下,可以维持相对良好的运行性能。
即便是工况变化较大,或者外界环境温度相对较低,空气制冷技术的运行质量也不会明显的影响。
分析我国现代食品行业的发展趋势,发现食品冷冻和冷藏工艺的低温化发展趋势日益明显。
食品的类型不同,需要使用的冷藏工艺或者冷冻工艺也不同。
大多数情况下,需要根据实际需求在0~100℃范围内,对温度进行灵活的调节。
同时,制冷系统应当可以长期在-30℃的低温环境中维持稳定运行状态。
但是,如果仅使用单级蒸汽压缩制冷方式,制冷系统根本无法在-30℃的低温环境中运行太长时间[1]。
而如果使用复叠式压缩制冷方式或多级压缩空气制冷方式,不仅会增加制冷系统的运行成本,还会明显降低制冷系统的COP。
而应用空气制冷技术,则可以避免以上各种问题的出现。
因为空气制冷系统可以在低温宽温度范围内保持稳定的运行状态,且在快速制冷的同时,还不会产生任何有害物质,所以在食品冷冻冷藏领域中有着广泛的应用。
现阶段,人们直接将带有蓄冷器的开式制冷系统直接安装到了冷库当中,借此调整冷却空气和室外空气的混合比例,进而对冷藏间和冷冻间的温度进行灵活的调节,使相应的制冷需求得到满足。
空分工艺流程简介
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设备紧凑,能耗低,操作简便。但膜材料性能要求较高,分离效率受膜材料影响较大。
03
空分设备组成及功能
空气压缩机
01
将大气中的空气吸入并进行压缩,提高空气的压力 和温度。
02
为后续的冷却、纯化和分离过程提供必要的动力。
03
通常采用多级压缩和级间冷却的方式,以提高压缩 效率和降低能耗。
冷却器与纯化器
原理
空分工艺主要基于空气中氧气、氮气等组分的沸点不同,通过精馏方法将其分 离。在低温条件下,空气被液化后送入精馏塔,经过多次部分汽化和部分冷凝, 实现各组分的分离。
空分工艺应用领域
冶金工业
用于高炉富氧炼铁、炼 钢吹氧等,提高产量和
降低能耗。
化学工业
石油工业
医疗保健
作为合成氨、合成甲醇 等化工过程的原料气。
分离过程
精馏塔分离
利用精馏塔中的温度梯度和浓度梯度,使空气组分在塔内多次部分汽化和部分冷凝,实现氧气、氮气等组 分的分离。
冷凝蒸发法
通过冷凝器将空气液化后,利用不同组分的沸点差异进行分离。液氧在冷凝蒸发器中蒸发,同时吸收热量, 使液氮冷凝成液体,从而实现氧氮分离。
产品输出与储存
产品输出
将分离得到的氧气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氮气等产品通过管道 输送至用户端或储存设备。
再生技术
采用加热、减压等方法对 吸附剂进行再生,恢复其 吸附性能。
膜分离法关键技术与参数
膜材料选择
选用具有高渗透性、选择 性和稳定性的膜材料,如 有机膜、无机膜等。
膜组件设计
通过合理的膜组件结构设 计和优化,提高膜分离效 率。
操作条件
控制适当的操作温度、压 力和膜两侧浓度差,以实 现目标组分的有效分离。
浅谈空气分离技术的发展和改进
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E…S 6 iL 0 -lY i m m: 2 :GJ . a Ic …r  ̄
Ke o d :ar s p r t n;c o e i ;d v lp n n t ts y W r s i e a a o i y r g n c e eo me t d sau a
1 引言
随着气 体工业 的迅 速发展 及我 国市场经 济 的建 立, 对气体 生产设 备 的要 求越来 越高 , 同时也 推动 了 空 分设备 技术 的发展 , 特别是 近 2 空分技 术 的发 O年
陆 山
( 白银有 色集 团 股 份有 限公 司 铜 业 公 司制 氧 车 间 , 甘肃 白银 7 00 ) 3 90
摘
要: 根据 国内空气 分离制造行业的产品情况 , 介绍 了国内低温空气 分离技术 的几种方法 , 析了 国内低 温 简要 分
空 气 分 离技 术 的 发展 及 现 状 。
使用条 件 下 已 成 了低 温法 空 气 分 离 装 置 的强 劲 对 手, 但是 , 由于这 几种 方 法 的 固有 缺点 , 它 们在 很 使
多应用领域是无法与低温法 空气分离装 置相匹敌 的。这些 缺点是 : ) 品规模 和产 品纯度受 到限制 ; (产 1 () 论是 P A法还是 薄膜 法 , 只能制 取 单一 气 体 2 无 S 都 产品, 而低 温法 可 以同时生产 氧 、 、 , 至还 可 以 氮 氩 甚 同时生产氪、 氙等稀有气体 ; ) 国内情况来看 , (从 3 中 小型变压吸附制氧、 制氮设备 的投资并不 比低温法
第3 3卷第 3期
21 0 1年 6月
甘3 No 6 I3 .
GANS U METAL LURCY
J n ,0 1 u . 2 1
空气液化分离技术发明人
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空气液化分离技术发明人
空气液化分离技术的发明涉及多位科学家和工程师的贡献,以下是其中一些重要人物:
1. 卡尔·冯·林德(Carl von Linde):德国工程师和发明家,被认为是现代空气分离技术的奠基人之一。
他于1895年成功地发明了首个商业化的空气分离装置,将空气液化并分离成不同组分。
2. 乔治·克劳斯(Georges Claude):法国工程师和发明家,于1902年发明了气体分离技术中的气体压缩膨胀循环过程,被广泛应用于空气液化和制取气体。
3. 洛伦茨·朗姆(Lothar von Deimling):德国化学家,于1895年发现了低温下气体分离的原理,为空气液化技术的发展奠定了基础。
4. 约翰·波特兹曼(John G. Potts):美国工程师和科学家,于1930年代发明了一种重要的空气液化分离技术,被称为波特兹曼循环。
5. 诺曼·B·霍尔登(Norman B. Holdern):美国工程师和科学家,于1940年代设计和开发了关键的空气液化分离设备,为空气分离工业的发展做出了贡献。
这些科学家和工程师的贡献和发明对于空气液化分离技术的发展和应用起到了重要的推动作用。
他们的创新和努力使得空气液化分离技术成为现代工业中重要的过程和应用领域。
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低温技术原理与气体分离
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低温技术原理与气体分离低温技术是一种研究和应用低温条件下物质特性以及用于工业气体分离的技术。
气体分离是指将混合气体中的不同成分分离出来,以获得纯净的气体。
低温技术利用物质在低温下的变化特性,如相变和温度依赖性的物理化学特性,实现气体分离。
下面介绍几种常见的低温技术原理和应用于气体分离的示例。
1. 液化分离法液化分离法是将气体冷却到低温并通过液化使不同成分分离开来的方法。
这种方法主要基于不同气体的沸点差异来实现分离。
空气中的氧气和氮气的沸点分别为-183℃和-196℃。
通过冷却空气至-183℃时,氧气首先液化,然后通过分离设备将液态氧气和未液化的氮气分离出来。
2. 蒸馏分离法蒸馏分离法是利用液体沸点差异将混合液体分离的方法,其中也包括低温下进行的蒸馏。
液态空气中含有液态氮气和液态氧气的混合物。
通过将液态混合物加热至氮气的沸点-196℃,氮气首先蒸发成为气体,随后将气体与剩余的液态氧气分离。
3. 吸附分离法吸附分离法通过利用吸附材料对气体分子的选择性吸附来实现分离。
在低温条件下,气体分子在固体吸附剂上的吸附特性可能会发生变化。
低温下,混合气体中的甲烷和乙烷可以通过不同的吸附剂选择性吸附的特性来进行分离。
4. 膜分离法膜分离法利用薄膜对气体分子的选择性透过性来实现分离。
低温条件下,某些气体分子的透过能力可能会发生变化,这可以使得混合气体中的不同成分透过膜的速率不同。
低温下使用适当的膜材料可以实现对氢气和甲烷的选择性分离。
低温技术通过利用低温条件下物质的特性,如相变和温度依赖性,以及气体分子的选择性吸附和透过性,实现了气体的分离。
这些低温技术在工业领域中广泛应用于液化空气、氧气、氮气和其他气体的生产和纯化过程。
低温空气分离技术
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低温空气分离技术
嘿,朋友们!今天咱来聊聊低温空气分离技术。
这玩意儿啊,就好比是一个神奇的魔法盒子!
你想想看,空气里居然藏着那么多宝贝呢!氮气呀,氧气呀,还有氩气等等。
低温空气分离技术就是那个能把这些宝贝一个一个给揪出来的高手。
它是怎么做到的呢?简单来说,就是先把空气给冻得哆哆嗦嗦的,让各种气体的脾气都变了。
然后再通过一些巧妙的手段,把它们分开。
这就好像一群小伙伴在玩捉迷藏,低温空气分离技术就是那个能找到每个小伙伴的厉害角色。
这技术可牛了!没有它,咱好多行业都得抓瞎。
医院里要是没有足够的氧气,那病人可咋办呀?还有那些炼钢的、化工的,都离不开这些分离出来的气体。
咱平时呼吸的空气,谁能想到里面有这么大学问呢?低温空气分离技术就像是一个勤劳的矿工,默默地在空气的大山里挖掘着宝藏。
你说它难不难?那肯定不简单呀!要控制温度,要掌握各种工艺,就跟做饭似的,火候、调料都得恰到好处。
但一旦掌握了,那可就厉害啦!
你再想想,要是没有这个技术,咱的生活得失去多少色彩呀?那些需要高纯气体的地方可就没辙了。
这就好比咱吃饭没了盐,那味道能对吗?
低温空气分离技术就像是空气的魔法师,能把普通的空气变成各种有用的宝贝。
咱得好好珍惜这个技术,让它为我们的生活创造更多的美好。
所以说呀,低温空气分离技术可真是个了不起的家伙!咱得给它点个大大的赞!它让我们的生活变得更加丰富多彩,让那些原本隐藏在空气中的宝藏都能为我们所用。
以后可别小看了身边的空气哦,说不定里面就藏着大惊喜呢!。
可降低功耗的低温空气分离工艺的技术革新
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可降低功耗的低温空气分离工艺的技术革新低温空气分离工艺,这个名字听起来是不是有点儿高大上?说白了,就是通过降温把空气里的氧气、氮气、氩气等气体分开,常用于工业上,比如说氧气供应、氮气制造等等。
可是,像这种技术用得越来越广泛时,我们也发现了一个问题,那就是它消耗的电力太大,简直让人捉襟见肘,像是在经济上搭了个大“坑”。
特别是如果你是做大规模生产的厂子,一年下来的电费可是个不小的数字,心疼得不行。
所以,现在的研究者们都在琢磨,怎么能让这个低温空气分离工艺更“省电”,既能保证分离效果,还能让工厂的电费账单不至于一看到就晕厥。
哎,大家也都明白了吧,技术革新就得从“节省”开始。
咱们得从核心技术说起。
传统的低温空气分离法,其实就是把空气冷却到极低的温度,然后分离出不同的气体。
想象一下,空气中的氧气和氮气本来是混在一起的,像是一锅煮熟的混沌汤。
然后,你就得用冷却装置把它们冻成不同的“块”,比如说氧气在183℃就会凝结成液体,而氮气则在196℃左右液化。
这个过程,听起来挺简单对吧?可实际上,得通过压缩、冷却、膨胀等复杂的过程,而且需要消耗大量的电力。
这种工艺,不光是技术要求高,对设备的能耗要求也非常大。
电力的消耗成了它最大的问题。
不过,问题既然有了,解决办法就得来。
为了能降低功耗,研究人员开始了他们的“大刀阔斧”改革。
比如说,近年来就有一种创新的技术叫做“低温冷凝分离法”。
通俗点说,这种方法比传统冷却方式更“省力”。
具体来说,它通过合理设计压缩和膨胀的过程,减少了传统方法中无谓的能量浪费。
简单地说,就是通过改进空气压缩机的工作方式,让空气分离的过程更加高效。
你可以把它想象成做饭的时候,明明能用小火慢慢炖,偏要开大火,不仅浪费气,也做不好菜。
低温冷凝分离法的出现,就相当于是告诉你:慢炖能更好地保住食材的味道。
还有一种叫“回热回收技术”的方式,听起来就有点儿高级。
其实这个也很简单,顾名思义就是把分离过程中的废热“捡回来”。
空分行业的商业模式
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工业气体的商业模式工业气体是广义化学工业中少数几个为投资者提供长期增长趋势及产生自由现金流的行业之一。
汇丰认为,特种化学品(specialtychemicals)区别于通用化学品(commoditychemicals)的独特因素是特种化学企业不把自己的产品当作商品来定价。
即是说在现货市场明码标价的产品受供需基本面影响,在本质上是商品。
另一方面,工业气体的商业模式缓和了化学工业内在的周期性及易变性,提供了收益及回报方面的稳定增长趋势。
了解工业气体企业与其它化学品企业之间的区别关键在于要考虑到工业气体企业是把自己的产品作为实用品而非商品出售给基础客户。
虽然工业气体在应用领域中所占比重较小,但它们常常扮演关键性的角色,正如氢气供应之于炼厂,或氧气供应之于金属预制厂。
因此,供应的可靠性对工业气体企业的终端客户而言至关重要。
汇丰指出,有关供应的可靠性要求方面存在一个主要问题,即整合障碍重重,也就是说终端客户自己生产工业气体供自己使用。
解决这个问题的答案在于气体行业的资本密集度及范围经济(economiesofscope)。
虽然生产工业气体的原料空气(多数情况下是如此)是免费的,但是工厂及管道等供应系统资本密集度相当高,这让客户在可买到更便宜的替代品时无意自己去生产气体。
而且,工业气体企业已开发出一套从现场工厂供应及销售联产品(co-product)的有效生态系统,这降低了它们的服务成本,从而更为整合增加了不利因素。
正如修建资本密集型设施为固定客户提供专用供应渠道的公共设施服务提供商一样,工业气体企业商谈的都是长期(一般15年)“照付不议”合约,并保证在工厂使用寿命期内的输送量。
而且,这些合约提出将原料成本,一般是能源成本,转嫁给客户以保护利润。
由于销量和利润在很大程度上得到了保护,所以一旦工业气体企业签下一单现场供应合约,架立设施产生的收益流就如同在合约期限内领取年金。
该收益流的年金性质是工业气体企业的收益比其它化工企业稳定的主要原因之一。
空气分离技术
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空气分离技术空气分离技术是一种广泛应用于化工、能源、环保等领域的重要技术。
它通过物理或化学方法,将空气中的氧气、氮气、稀有气体等组分进行分离,使其得到纯度较高的气体产品。
本文将从空气分离技术的原理、应用和发展前景等方面进行探讨。
空气分离技术的原理主要基于气体的物理性质差异。
根据不同气体的沸点、相对分子质量等特性,可以采用低温分馏、压力摩擦等方法进行分离。
其中,低温分馏是最常见的分离方法之一。
通过将空气冷却至液态,然后逐渐升温,就可以分离出液氧、液氮等不同组分。
此外,膜分离、吸附分离、膨胀分离等技术也被广泛应用于空气分离过程中。
空气分离技术在各个领域具有重要的应用价值。
首先,在化工领域,空气分离技术可以用于制取工业气体,如氧气、氮气、氩气等。
这些工业气体在石油炼制、化学工艺、金属加工等过程中起着重要的作用。
空气分离技术在过去几十年中得到了快速发展,取得了显著的成果。
首先,分离效率得到了大幅提高。
随着新材料、新工艺的应用,空气分离设备的分离效率得到了显著提高,产品纯度也得到了大幅度提升。
其次,设备结构得到了优化。
原来的空气分离设备体积庞大、能耗高,而现在的设备体积小巧、能耗较低,便于安装和运行。
再次,新的分离技术不断涌现。
随着科技的进步,新的分离技术如膜分离、吸附分离等不断涌现,使得空气分离技术的应用更加广泛。
最后,空气分离技术的成本逐渐降低。
随着技术的成熟和市场的竞争,空气分离设备的生产成本不断降低,使得其在各个领域的应用更加普及。
展望未来,空气分离技术还有许多发展空间。
首先,随着能源需求的不断增加,空气分离技术将在能源领域发挥更重要的作用。
例如,将空气分离技术与氢能源技术相结合,可以制取高纯度的氢气,用于燃料电池等领域。
其次,随着环境污染问题的日益突出,空气分离技术在环保领域的应用也将持续增加。
例如,利用空气分离技术处理工业废气,减少对大气的污染。
此外,随着人们对健康的重视,空气净化设备的需求也将不断增加,空气分离技术在医疗领域的应用也将得到进一步拓展。
展望我国深冷分离技术的现状和发展趋势
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展望我国深冷分离技术的现状和发展趋势摘要:随着我国经济的高速发展,空气分离技术目前已发展比较成熟,特别是近几年的冶金、石油、化工、石化等行业的持续稳定发展,加上国内对空气设备的需求不断加大,大型空分设备的需求也迎来了高峰,经过近几年的发展,大型空分设备在发展道路上解决了许多关键的技术问题。
本文主要阐述深冷分离技术在我国的发展应用。
关键词:空气分离;技术;现状;发展前言:深冷技术行业在我国的发展起步相对较晚,和很多新工艺,新技术一样,经历了从无到有、由小到大的过程,20世纪80 年代以后,随着我国工业化进程大幅加速、基础建设投资快速增长,从而推动深冷分离技术行业进入高速发展期。
由于该技术的发展动力主要来自钢铁、有色金属等下游行业对于氧、氮、氩等工业气体的需求,因此我国深冷技术设备厂商纷纷将空气分离作为深冷技术研发的主攻领域。
经过多年的努力,我国深冷空分设备的设计、制造能力显著提升,目前已能够跻身世界先进行列。
1 分离技术的发展与应用深冷分离法又称低温精馏法,1902年由林德教授发明。
其实质就是气体液化技术,把气体压缩、冷却后,利用不同气体沸点上的差异进行精馏,使不同气体得到分离。
因此气体的纯度很高,但压缩、冷却的耗能却很大,最常见的就是大规模的空气制氧,我国80%的制氧量就是该法完成的。
空气分离的原理是以空气为原料,经过压缩、净化、热交换使空气液化,液空主要是液氧和液氮的混合物,根据其沸点不同,通过精馏使它们分离获得氮气和氧气。
最早的分离技术可以追朔到中国夏,商朝的酿酒业中的蒸酒技术;古人制糖和盐掌握了蒸发浓缩和结晶技术;用蒸馏方法从煤焦油中提取油品.十八世纪英国工业革命,使化学工业这个巨人真正诞生和发展起来,分离工程也因此而诞生。
1.1精馏是最重要的分离方法之一.二十世纪的石油化工技术使精馏技术得以大大提高.生产能力大,分离效率高,能耗低,流动阻力小的新型精馏塔不断涌现,常规精馏技术几乎完美,分离复杂物系的特殊精馏,如恒沸精馏,萃取精馏,加盐精馏,分子精馏陆续问世并不断完善.1.2 吸收吸收用于分离气体混合物,目的有直接制取产品如用水吸收HCL制取盐酸;或对原料气实行净化,如焦炉气中苯的脱出;或环保的要求,如烟道气脱硫等.到现在,其技术成熟度与工业应用度也几乎完美.1.3 结晶与精馏和吸收一样,结晶也是一古老传统的分离技术,它多在蒸发的下游,最终获得固体产品.其技术在二十世纪50年代取得重大进展,最著名的是采用深冷结晶法从混合二甲苯中分离出对位二甲苯,但设备庞大复杂,而且能耗很高,工业应用受阻.至20世纪80年代,多级分步结晶技术逐步工业化,使结晶技术取得突破性进展,多级分步结晶最大的优点是能耗低.据统计至少有1500中产品采用了这一技术进行提纯精制。
煤化工企业空分技术选择与工程设计
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煤化工企业空分技术选择与工程设计摘要:随着科学技术的不断发展,煤化工企业在新的社会发展当中空分技术也出现了多样性的选择,未来煤化工企业需要向着更加专业规范化发展,所以在如何保证质量和产能的前提下,如何降低进行空分技术的成本成为了主要的研究方向,所以在进行空分技术和工程设计当中要进行减少能源消耗,为我国的煤化工行业空分技术发展奠定基础,促进我国的煤化工企业进行转型,促进我国的绿色经济的发展,最终提高我国的煤化工企业的综合能力。
关键词:煤化工;空分技术;工程设计1、空气低温分离工艺空气低温分离技术是通过使用多塔低温从压缩空气中制取高纯度的氧、氮、氩产品。
在这个过程当中,压缩空气当中的杂质经过分子筛附装置进行过滤,最终得到高精度的氧,氮等产品,压缩空气可以分为两种压缩方式,一种是外压缩,另一种是内压缩,在采用外部压缩方式的情况下使得空气内部温度与外界环境温度保持一致,这样就只需要将空气压强进行改变,从而进行压缩。
内压缩的方式是用液体泵将来自精馏塔的液体产品提压,再送入换热器汽化、复热后出空分装置,再使用液体压力泵将空气进行压缩,提高压力。
在装置内将产品液体压力提升至中间压力的流程为部分内压缩流程,此种流程可减少离心压缩机的压缩级数。
深度冷冻法分为两步,先行制冷,再加精馏即可得到不同的气体产品。
由于目前在大规模制取氧、氮液化产品,尤其是高纯度产品方面低温分离法具有无法取代的竞争优势,而且只有低温分离法才具有可同时生产氩等稀有气体产品的能力,故低温法在空气分离的工业应用中占据非常重要的地位。
1.1煤化工制冷技术煤化工企业制冷的目的是先将空气进行液化,在目前的空气液化处理当中通常使用的是不同程度的冷冻循环设备,当前液化冷循环使用林德循环和克劳德循环为基础。
林德循环是通过节流膨胀循环制冷,起到液化空气的效果,但是克劳循环在节流循环后还包括了等熵膨胀,这就极大的提高了液化效率,并且降低做工,有利于降低液化成本。
空分技术原理(制氧工应知)
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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 。
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空气低温分离技术发展的历程内容摘要:自人们发现空气以来,通过人们的努力探讨和科学实践已达到最新的现代技术,现将主要历程作一回顾,展示现代空分技术的核心,为今后发展再努力。
关键词:空气成分、制冷、液化、精馏,中国空分发展,现代空分核心技术。
一、空气成分的发现1、1756 年我国唐朝炼丹家马和最早提出空气主要有“阳气”(氧气)组成。
1769 年瑞士科学家杜勒称它为“火空气”。
1779 年法国化学家拉瓦锡建议命名为“氧”。
2、1772 年,英国天科学家拉瑟福特发现氮。
3、1868 年,英国天文学家洛克耶在允测日全食黄色谱线时发现氮。
4、1894 年,英国物理学家莱列和英国化学家拉姆塞发现氩。
5、1898 年,英国化学家拉姆塞发现氖、氪、氙气。
二、制冷和气体液化1、1823 年,英国科学家法拉弟用加压和冷却的方法得到液氯、液氨、液态二氧化碳等,成为世界上第一个冲破低温禁区的人。
2、1852 年,英国科学家焦耳和汤姆逊在科学实验中发现气体节流后温度降低,产生了著名的“焦耳汤姆逊效应,奠定了气体液化的重要基础,人们称之谓低温技术发展的第一个里程碑。
3、1877 年,法国凯利代特和瑞士皮克代特用压缩与预冷单级绝热膨胀液化了氧。
4、1880 年,德国卡尔·林德博士开发了世界第一套林德技术的制冷装置。
5、1885 年,波兰罗勃莱金和奥斯捷尔斯基液化了空气和氮气。
6、1895 年,德国卡尔·林德博士利用“焦耳”—汤姆逊效应制成世界上第一台3t/d 空气液化装置,建立了“林德节流液化循环”。
7、1920 年,法国工程师克劳特发明了活塞式膨胀机,建立了“克劳特液化循环”改善了林德的高压节流液化循环。
人们称之一谓低温技术发展的第二个里程碑,并建立了“法国液化空气公司。
8、1928 年,德国工程师法兰克尔发明了蓄冷器,并在中型制氧机中应用为大规模气体液化和分离打下基础。
9、1939 年,前苏联科学家卡皮查发明高效率径向流向心反击式透平膨胀机是近代各国膨胀机发展的基础,也是卡皮查低压液化循环“空分设备”发展的基础,人们称之谓低温技术发展的第三个里程碑。
三、深冷法空气分离的发展历程1、1902 年,德国卡尔·林德博士采用“高压节流循环”设计制造世界上第一台10m3/h 单级精馏的制氧机,1903 年试制成功,开辟了低温精馏空气,工业制取氧气的工艺流程。
1905 年设计试制成功320m3/h 双级精馏的制氧机。
2、1910 年,法国液化空气公司设计制造成功世界第一台采用“克劳特液化循环”的中压带活塞式膨胀机50m3/h 制氧机。
3、1914 年,林德公司发明了第一台制氩装置。
4、1930 年,林德首创用冻结法清除空气中的水分和二氧化碳。
5、1932 年,前苏联拉赫曼提出将部分膨胀空气直接送入上塔参与精馏,潜上塔潜力,人们将其称之“拉赫曼原理”或“拉赫曼气体”。
6、20 世纪40 年代,美国发明了切换式板翅式换热器。
7、1952 年法液空开始用低温液体槽车来替代氧气瓶代氧给用户。
8、1960 年,法液空通过管道输送气体给用户。
9、1968 年,德国林德公司开发了常温下用分子筛吸附净化空气流程,改变可逆式流程,延长板翅式换热寿命。
10、1976 年,日本神钢3 万m3/h 空分设备上采用电子计算机控制。
11、1978 年,林德公司开发成功液氧泵内压缩流程。
12、20 世纪70 年代末,苏尔寿公司将规整填应用于空分塔,替代了筛板塔。
13、1980 年,林德公司开发了分子筛净化带增压透平膨胀机的空分流程。
14、1990 年,林德公司制氩装置采用规整填料塔,全精馏制氩技术。
15、2002 年林德公司向沙特阿拉伯提供一套世界上是大的低温氧、氮分离设备,3600t/d(即105000m3/hO2)空分装置。
16、目前已投运的最大空分设备是法液空生产装于南非的3550t/d·O2(相当于10.35 万m3/h·O2)的空分设备。
17、世界上目前投运的最大制习站是南非一油一煤一气公司,有15 台2300m3/h·O2以上法液空生产的空分设备,生产能力>100 万m3/h·O2。
18、世界上目前投运的最大制氮站墨西哥坎塔雷尔,产量达134 万m3/h·O2。
四、中国空分行业的发展历程1、解放初期全国只有进口的20~200m3/h 空分设备89 套,总容量3415m3/h。
2、1953 年,哈尔滨试制30m3/h 制氧机。
3、1956 年,杭氧试制成功12L/h 液氧设备和30m3/h 空分设备4、1958 年,杭氧试制成功3350m3/h 空分设备。
(第一代用铝制填料蓄冷器)5、1959 年,杭氧研制成功第一台31L/h 氧液化设备。
7、1966 年,杭氧研制成功铝钎焊板翅式换热器。
8、1968 年,杭氧试制成功6000m3/h 低温循环空分设备。
(第二代头蓄冷器)9、1971 年,杭氧研制成功第一套切换式板翅式蓄冷器全低压冻结流程(第3 代)的1 万m3/h 空分设备在鞍钢投入运行。
10、1979 年,杭氧将生产板翅式换热器翅片技术转让给林德公司。
这是我国第一次向西方发达国家输出技术。
11、1979 年,西安交与江西制氧机厂联合研制成功气体轴承透平膨胀机。
12、1982 年,林德公司和杭氧合作生产1 万m3/h 空分设备。
杭氧研制成功我国第一套分子筛净化流程的6000m3/h 空分设备(第4 代)在上海石化二厂投产。
13、1983 年,林德公司向镇海炼厂提供2。
8m3/h 空分设备。
14、1985 年,林德公司向转让10000m3/h 等级的空分设备生产技术,包括制氩技术。
15、1988 年,杭氧自主开发成功我国第一套带增压膨胀机的常温分子筛净化流程的6000m3/h 空分设备(第五代)在吉林化肥厂一次一车成功。
16、1989 年,杭氧向美国购买了大型真空钎接设备生产线。
17、1990 年,美国空气制品公司和开封空分设备厂合作生产3 万m3/h 和3。
5m3/h 空分设备。
18、1993 年,杭氧在河南舞阳钢厂1500m3/h 空分改造中应用规整填料于精氩塔中获得成功。
19、1994 年,杭氧和法液空组建合资公司。
20、1995 年,法液空为陕西谓河化肥厂建造4 万m3/h 空分设备。
21、1995 年,美国普莱克斯公司与四川空分设备厂联合设计制造空分设备。
22、1998 年,杭氧自主开发的我国第一批规整填料塔和全精馏制氩的空分设备(第6 代)在巨化6 千/h 邢钢6 千/h、上钢五厂1。
2 万/h 空分设备开车成功。
23、2000 年,我国第一台2 万m3/h 空分设备杭氧与济钢签约2002 年投产。
24、2002 年,我国`第一台3 万m3/h 空分设备在宝钢考核完成。
目前为止是在国内运行最大的国产空分设备。
25、2002 年,开封空分设备公司与德州恒升化工集团签订国产第一台4 万m3/h 空分液氧内增压到8.5MPa 的合同。
26、2003 年,杭氧与辽宁北台钢铁集团签订了第一套5 万m3/h 空分设备,为目前为止国产在生产的最大的空分设备。
27、国内目前运行最大的空分设备是美国空气产品公司(APCI)提供宝钢的7.2m3/h 空分设备。
五、现代空分设备(第6 代)的核心技术现代空分设备的核心技术是体现在以下几个方面:1、采用规整填料塔,现整填料塔与筛板塔相比具有以下的优点:⑴填料塔阻力小,采用填料塔上塔阻力只有筛板塔的1/4~1/6,填料塔比筛板塔的阻力降低~0。
02MPa,其轴功率可降5%~7%。
这主要填料塔填料表面的液膜连续热质交换,阻力小。
⑵分离效率高:O2、Ar、N2分离是利用沸点差进行的,沸点差随压力降低而增大。
填料塔操作压力下降15%~20%的条件下氧的提取率可以增加1~3%,氩提取率提高5~10%。
⑶操作弹性大,变工况迅速:筛板塔负荷变动一般在70~105%,而填料塔可达40%~120%。
塔板上要有液层,而填料上只有液膜。
⑷塔径可缩小,只有筛板塔60%左右,对大型空分运输创造了条件。
2、无氢制氩,即全精馏制氩。
传统的空分制氩工艺流程是:从上塔抽取氩馏份,在粗氩塔中进行精馏,获得粗氩;粗氩中的氧气采用氢除氧,需要氢气或制氢系统;除氧后需要干燥,要加干燥设备;为了克服管道阻力要增加增压设备;通过除氧系统后获得工业氩。
二业氩经冷却液化送入去氮塔除氮,在去氮塔下冷凝蒸发顺获得液氩。
全精馏制氩就是从上塔提取氩馏分进入氩塔精馏,在塔底获得液氩。
在筛板塔实行全精馏制氩很难表现,由于氩与氧沸点差只有3℃,经计算要180 块理论分离级。
规整填料塔的出现成为可能,相当于40 块塔板阻力可达180 块理论塔板的效果。
使含氧<(1~2)×10-6·O2。
该项技术的核心是分布的设计;填料塔型式与性能的确定。
全精的制氩与有氢制相比具有以下的优点:⑴工艺流程简化。
省去氢气和氢气生产设备,省去除氧系统,省去了很多设备。
⑵能耗低。
有氩制氩要用氩气压缩机,水电介氢设备,干燥加温设备等要耗能,无氢制氩只有用液氩循环泵小量的电。
⑶安全性提高,氢是可燃易爆性氧、气体,一般氢气耗量是粗氩产量的7。
5%,省去氢气省钱又安全。
⑷节省场地的投资。
⑸节省了操作人员。
3、采用类环状流(膜式)冷凝蒸发器。
冷凝蒸发器是上下塔的纽带,它的工作原理是周围液氧温度低于气氮,使气氮冷凝成液氮作下塔回流液,同时液氧蒸发作为上塔的上升蒸气。
是空分设备关键机之一。
传统的主冷是浸浴式,主冷单元(板翅换热器或管束)是被液氧所浸没的,有一定的液氧液面高度,因此主冷的上、下压力、温度、液氧密度是不同的,液氧液面越高,这种差异就越大。
由于主冷底部液氧密度小会产生上浮,形成液氧自循环,叫做热虹吸效应。
循环量与蒸发量的比值叫主冷循环倍率,一般都大于10。
若液氧面降低到一定程度,主冷上下压力、温度、液氧密度小到一定时候,自循环就会被破坏,形成“干蒸发”浓缩二氧化碳、氧化亚氮等堵塞氧通道,进而造成“死端沸腾”威胁主冷安全。
采取全浸式或保持一定液氧面是可以避免“干蒸发”和“死端沸腾”的,安全是有保证的。
膜式主冷又称类环状流主冷,双沸腾主冷或溢流或主冷。
膜式主冷的液氧在顶部分配器溢流,靠自重自上而下的流动,在冷氧通道形液氧膜,受主冷氮通道加热而汽化,氧气蒸发,氮气冷凝。
浴式与膜的根本区别在于有否液氧液面,由于膜式主冷不存在液氧液面,因而膜式主冷与浴式主冷相比,具有以下优点:⑴传热温差小。
浴式主冷一般传热温差为(1。
1~1。
3)K,而膜式主冷无液氧面可达(0。
6~0。
7)K,主冷温差每降0。
5K,下塔操作压力约可降22Kpa,能耗可降2。
46%,一套1 万m3/h 空分设备一年可省电90 万度。