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空分设备_空分设备的生产能力

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。

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。 

空分设备

我国空分设备的生产规模已经从早期只能生产20m3/h(氧)的制氧机。

发展到现在具有生产20000 m3/h、30000 m3/h、50000 m3/h和60000m3/h的大型空分设备的能力,以及已经完成科研阶段,即将进行制造80000m3/h特大型空分设备的能力。

空分设备是一个大型的复杂系统,主要由以下子系统组成:动力系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统等。

动力系统:

主要是指原料空气压缩机。空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品,从本质上说是通过能量转换来完成。

而装置的能量主要是由原料空气压缩机输入的。相应地,空气分离所需要的总能耗中绝大部分是原料空气压缩机的能耗。

净化系统:

由空气预冷系统(空冷系统)和分子筛纯化系统(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、丙烷和氧化亚氮等对空分设备运行有害的物质。

制冷系统:空分设备是通过膨胀制冷的,整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。不过通常提到的空分制冷设备,主要是指:膨胀机。

热交换系统:

空分设备的热平衡是通过制冷系统和热交换系统来完成的。随着技术的发展,现在的换热器主要使用铝制板翅式换热器。

精馏系统:

空分设备的核心,实现低温分离的重要设备。通常采取高、低压两级精馏方式。只要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成。

产品输送系统:

空分设备生产的氧气和氮气需要一定的压力才能满足后续系统的使用。只要由各种不同规格的氧气压缩机和氮气压缩机组成。

液体贮存系统:

空分设备能生产一定的液氧和液氮等产品,进入液体贮存系统,以备需要时使用。只要是由各种不同规格的贮槽、低温液体泵和汽化器组成。大型空分设备都采用计算机集散控制系统,可以实现自动控制。

空分设备

空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本系统:

杂质的净化系统:

主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置,净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。

空气冷却和液化系统:

主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成,起到使空气深度冷冻的作用。

空气精馏系统:

主要部件为精馏塔(上塔、下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀。起到将空气中各种组分分离的作用。

加温吹除系统:

用加温吹除的方法使净化系统再生。

仪表控制系统:

通过各种仪表对整个工艺进行控制。

 

空分设备的品种是较多的,根据用途和社会的需求而定:

按产品品种分类:有单一气体设备(如高纯氮设备),有多种气体设备(如同时生产氧气、氮气的双方高设备,或同时生产氧气、氮气、氩气的设备);

有气体和液体同时生产的多产品设备(如一种工况或几工况都能生产的设备,现在有很多用户就是这种要求),有液体设备(不生产气体产品、专门生产液体产品)。

按流程所需要的压力分类:有高压设备(7~20Mpa),中压设备(1.2~5Mpa),低压设备(0.5~0.8Mpa),超低压设备(0.3Mpa以下)。

这种分类是以空气加压后送入装置内部初期的压力而定的。现在设计制造的大多数设备都是低压设备,通常我们也称为全低压空分设备。

为了制冷的需要,在膨胀机前采用增压的方法,这种流程的设备称为增压膨胀流程的全低压空分设备。

为了取消氧压机,增强装置安全,在分馏塔系统内部进行液体加压,这种利用液氧泵加压的流程方式,称为内压缩流程的空分设备。

按空分设备所生产的产品量的大小分类:有大型空分设备(≥ 10000m3/h),中型空分设备(≥1000~<10000m3/h),小型空分设备(<1000m3/h)。

目前对于生产的1000m3/h以上的空分设备属于大中型空分设备的范畴,有时就叫大中型空分设备。另外,现在国外部分厂商订货是以每天生产产品气的重量为基准的。

如氧气量100吨/天,折合约为2916m3/h。(1吨氧气=699.8立方米氧气)我们在合同制定、设计、制造时一定要分清楚。

一般人们不太重视以产品纯度划分空分设备,但是用户、行业及国家标准部门往往有严格的区分。中等纯度氧就是氧气纯度95~98%O2,主要用于有色金属的冶炼。

工业氧分为二级:98%O2和一级工业氧。高纯氧气纯度≥99.995%O2,主要用于科研及标准样气。

低纯度氧也称为富氧,一般不属于空分设备的产品气,原因是投资及运行成本较高,不过也有采用工业氧再补加空气混合用的。

另外医用氧:纯度为99.5%O2,但是按国家标准《GBB8982》对医用氧中的其它微量成分要求较为严格。工业用氮气:纯度一般为≥99.9~<99.999%N2);高纯度氮气:纯度一般为≥99.999%N2。

 

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