空分工艺流程简介PPT
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单位能耗、提取率、启动时间、运转周期、加温解冻 时间、 安全、稳定等。综合评定=性能+寿命+可靠性+安2 全性 +经济性+成套性+人机关系+服务性。因此，以上每个 系统都起着不可替代不可或缺的作用。
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此 ，空分的单位能耗通常用生产1m³ （标准状态）主要产品所消耗的电 能（kW·h）来衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气 为辅助产品，可以不算进去（若要 算还需考虑能耗分摊问题）；如液 态基地主要产品是液体；兴发基地 主要产品是氮气。
在精馏塔里实现的。精馏塔通过塔体
上的各种进出口接管与过冷器、冷凝
蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与
11
复热这一目的，并通过管道上的控制
运行部技术培训第二讲
空分流程简介
和远气体 技术中 心
1
一、流程简介
空气分离基本系统
净化系统
压缩系统
冷却系统
和远气体 技术中 心
纯化系统
储存、汽化系统
压送、用气系统 其它系统 安全防爆系统 加温解冻系统 仪表自控系统 电控系统
液态产品 气态产品
分馏系统
膨胀系统
空分装置不仅要产量和纯度达标，还要关注很多指标 如：
五、分馏系统
和远气体 技术中 心
分馏塔 换热系统 膨胀系统
分离气体
作
能量传递
用
维持冷量平衡、液化气体
阀门、管道
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩
塔组成，是冷箱中最高的设备，铝制
。下塔 属一类压力容器。在精馏塔里
，根据不同的情况需要设置一定的筛
孔塔板或规整填料，空气的分离就是
污氮管道。开机时，须先通气后开空
水冷塔进水，防止压力突变将太多水
带入空气管道；关注压力须较稳定；
关注冷却效果；预冷系统效果将影响
到纯化系统乃至整个空分系统的安换全热器材料结构 、换稳定、效换率热。温差
wenku.baidu.com
热
换热介质
效
换热器是否结垢、阻塞
果
换热系数
流体流动速度、流向
和远气体 技术中 心
空 冷 塔
9
四、冷却系统 冷箱内换热系统 主换热器
3
二、净化系统
空 固体杂质
气
危
中 的
水蒸气及二氧化碳
杂
质 乙炔及碳氢化合物
害
净化
由于空分设备是在低温下工作 的，被冻结下来的水份和二氧 化碳沉积在低温换热器、膨胀 机或精馏塔内，就会阻塞通道 、管路、阀门和踏板筛孔。乙 炔聚集在液氧中有爆炸的危险 。灰尘会磨损机械。因此，为 保证空分安全可靠运行，必须 设置专门的净化设备。
压
缩
机
应
15000原
10000原
用 实
料机
料机
况 ZH-15000循环空压机
7
全通一期压缩机系
四、冷却系统
空、水冷塔 凉水塔 压缩机后冷器 回热器 压缩机中间冷却器 润滑油油冷却器
换热器换热效果受那些因素影响？
和远气体 技术中 心
实现空气的等温压缩 降低空气进主换热器温度 使纯化器工作在最佳状态
危害？
三、压缩系统
和远气体 技术中
压缩机常用的有活塞式压缩机、离心式压缩机、螺杆压缩机。以心下主
要比较活塞式压缩机与离心式压缩机优缺点：
1、活塞式压缩机从低压到超高 压，适用范围广；效率高，排量 范围广； 2、排气不稳定，脉动大；结构 复杂，易损件多；活塞油润滑， 导致空气带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量 相对较小；结构简单；排气平稳， 不受润滑油污染； 2、气量小的时侯效率低
压缩空气
润滑压缩机和电机轴 承 冷却润滑油和压缩空 气 控制、检测运行
输入、输出功率，性能系数，启动电流 、运转电流、电压波动、频率，噪音等 。
压缩系统将空气压缩到一定压力，为节流或膨胀产生冷量，为气体 6
液化做准备。压缩系统耗电是空分系统耗能主要来源，无论从安全 还是能耗角度来看，压缩系统地位都尤为突出突出，是制冷液化系
冷凝蒸发器 过冷器
阻力
温度及差值
和远气体 技术中 心
将空气冷却到所需状态
作用
回收返流气体的冷量
是上塔底部液氧汽化、下塔顶部 氮气液化，冷量自上塔传至下塔
过冷去上塔夜空、液氮，减小节 流气化率，增加回流液。
饱和状态，节流压力降低，饱和
温度降低，节流降温可能达不到
饱和温度降低，就会有部分液体
气化，因而，利用上塔污1氮0 或氮 气使液空液氮过冷。
冷却系统还有其他作用，如冷却油保证润滑油在正常温度下工作，润滑
油可以润滑轴避免轴超温。保证气温、油温等稳定在设计范围内，从8 而 维持设备稳定高效运行。
四、冷却系统
污氮预冷水冷塔
利用来自冷箱内污氮、氮气含水的不饱 和性吸收蒸发潜热使循环水降温；
水 冷
要注意水冷塔液位，液位太低换热效
塔
果不好，液位太高可能导致水分进入
以4500空分装置为例，当进塔空 气量为18000m³/h，氧产量
4500m³/h，氧纯度为99.6%，那 么氧的提取率？
和远气体 技术中 心
什么是氧提取率？
提取率以氧产品中的总氧量与进 塔空气中的总氧量之比来表示。
从上式可以看出，对于一定的地 点，空气中含氧量基本不变，当 进塔空气量和产品氧纯度一定时 ，氧提取率的高低取决于氧产量 的多少。而氧产量的多少，对于 全低压空分装置进气量一定时， 主要取决于污氮含氧量的高低。
自洁式空气过滤器主要关注以下 内容： 1、流量（处理能力）：选加工空气量 的两倍；
2、压力损失； 3、除尘效率； 4、寿命
纯化器主要关注：
1、温度 2、压力 3、出纯化器后空气露点 4、出纯化器二氧化碳含量
5
三、压缩系统 电机 压缩机头 润滑系统 冷却系统 电控、仪表系统
压缩系统
带动压缩机
和远气体 技术中 心
和远气体 技术中 心 磨损空压机，堵塞冷却 器 堵塞低温设备及气体管 道 聚集导致爆炸
空气过滤器
分子筛纯化器
分子筛纯化器
4
二、净化系统
和远气体 技术中 心
净化系统主要由自洁式空气过滤器、纯化器组成。前者原理为过滤除尘，后者 原理为吸附法除水蒸气、二氧化碳、碳氢化合物。具体的原理及操作，我们以 后再讲，这里强调一下日常我们所要关注的内容。
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此 ，空分的单位能耗通常用生产1m³ （标准状态）主要产品所消耗的电 能（kW·h）来衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气 为辅助产品，可以不算进去（若要 算还需考虑能耗分摊问题）；如液 态基地主要产品是液体；兴发基地 主要产品是氮气。
在精馏塔里实现的。精馏塔通过塔体
上的各种进出口接管与过冷器、冷凝
蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与
11
复热这一目的，并通过管道上的控制
运行部技术培训第二讲
空分流程简介
和远气体 技术中 心
1
一、流程简介
空气分离基本系统
净化系统
压缩系统
冷却系统
和远气体 技术中 心
纯化系统
储存、汽化系统
压送、用气系统 其它系统 安全防爆系统 加温解冻系统 仪表自控系统 电控系统
液态产品 气态产品
分馏系统
膨胀系统
空分装置不仅要产量和纯度达标，还要关注很多指标 如：
五、分馏系统
和远气体 技术中 心
分馏塔 换热系统 膨胀系统
分离气体
作
能量传递
用
维持冷量平衡、液化气体
阀门、管道
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩
塔组成，是冷箱中最高的设备，铝制
。下塔 属一类压力容器。在精馏塔里
，根据不同的情况需要设置一定的筛
孔塔板或规整填料，空气的分离就是
污氮管道。开机时，须先通气后开空
水冷塔进水，防止压力突变将太多水
带入空气管道；关注压力须较稳定；
关注冷却效果；预冷系统效果将影响
到纯化系统乃至整个空分系统的安换全热器材料结构 、换稳定、效换率热。温差
wenku.baidu.com
热
换热介质
效
换热器是否结垢、阻塞
果
换热系数
流体流动速度、流向
和远气体 技术中 心
空 冷 塔
9
四、冷却系统 冷箱内换热系统 主换热器
3
二、净化系统
空 固体杂质
气
危
中 的
水蒸气及二氧化碳
杂
质 乙炔及碳氢化合物
害
净化
由于空分设备是在低温下工作 的，被冻结下来的水份和二氧 化碳沉积在低温换热器、膨胀 机或精馏塔内，就会阻塞通道 、管路、阀门和踏板筛孔。乙 炔聚集在液氧中有爆炸的危险 。灰尘会磨损机械。因此，为 保证空分安全可靠运行，必须 设置专门的净化设备。
压
缩
机
应
15000原
10000原
用 实
料机
料机
况 ZH-15000循环空压机
7
全通一期压缩机系
四、冷却系统
空、水冷塔 凉水塔 压缩机后冷器 回热器 压缩机中间冷却器 润滑油油冷却器
换热器换热效果受那些因素影响？
和远气体 技术中 心
实现空气的等温压缩 降低空气进主换热器温度 使纯化器工作在最佳状态
危害？
三、压缩系统
和远气体 技术中
压缩机常用的有活塞式压缩机、离心式压缩机、螺杆压缩机。以心下主
要比较活塞式压缩机与离心式压缩机优缺点：
1、活塞式压缩机从低压到超高 压，适用范围广；效率高，排量 范围广； 2、排气不稳定，脉动大；结构 复杂，易损件多；活塞油润滑， 导致空气带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量 相对较小；结构简单；排气平稳， 不受润滑油污染； 2、气量小的时侯效率低
压缩空气
润滑压缩机和电机轴 承 冷却润滑油和压缩空 气 控制、检测运行
输入、输出功率，性能系数，启动电流 、运转电流、电压波动、频率，噪音等 。
压缩系统将空气压缩到一定压力，为节流或膨胀产生冷量，为气体 6
液化做准备。压缩系统耗电是空分系统耗能主要来源，无论从安全 还是能耗角度来看，压缩系统地位都尤为突出突出，是制冷液化系
冷凝蒸发器 过冷器
阻力
温度及差值
和远气体 技术中 心
将空气冷却到所需状态
作用
回收返流气体的冷量
是上塔底部液氧汽化、下塔顶部 氮气液化，冷量自上塔传至下塔
过冷去上塔夜空、液氮，减小节 流气化率，增加回流液。
饱和状态，节流压力降低，饱和
温度降低，节流降温可能达不到
饱和温度降低，就会有部分液体
气化，因而，利用上塔污1氮0 或氮 气使液空液氮过冷。
冷却系统还有其他作用，如冷却油保证润滑油在正常温度下工作，润滑
油可以润滑轴避免轴超温。保证气温、油温等稳定在设计范围内，从8 而 维持设备稳定高效运行。
四、冷却系统
污氮预冷水冷塔
利用来自冷箱内污氮、氮气含水的不饱 和性吸收蒸发潜热使循环水降温；
水 冷
要注意水冷塔液位，液位太低换热效
塔
果不好，液位太高可能导致水分进入
以4500空分装置为例，当进塔空 气量为18000m³/h，氧产量
4500m³/h，氧纯度为99.6%，那 么氧的提取率？
和远气体 技术中 心
什么是氧提取率？
提取率以氧产品中的总氧量与进 塔空气中的总氧量之比来表示。
从上式可以看出，对于一定的地 点，空气中含氧量基本不变，当 进塔空气量和产品氧纯度一定时 ，氧提取率的高低取决于氧产量 的多少。而氧产量的多少，对于 全低压空分装置进气量一定时， 主要取决于污氮含氧量的高低。
自洁式空气过滤器主要关注以下 内容： 1、流量（处理能力）：选加工空气量 的两倍；
2、压力损失； 3、除尘效率； 4、寿命
纯化器主要关注：
1、温度 2、压力 3、出纯化器后空气露点 4、出纯化器二氧化碳含量
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三、压缩系统 电机 压缩机头 润滑系统 冷却系统 电控、仪表系统
压缩系统
带动压缩机
和远气体 技术中 心
和远气体 技术中 心 磨损空压机，堵塞冷却 器 堵塞低温设备及气体管 道 聚集导致爆炸
空气过滤器
分子筛纯化器
分子筛纯化器
4
二、净化系统
和远气体 技术中 心
净化系统主要由自洁式空气过滤器、纯化器组成。前者原理为过滤除尘，后者 原理为吸附法除水蒸气、二氧化碳、碳氢化合物。具体的原理及操作，我们以 后再讲，这里强调一下日常我们所要关注的内容。