什么是空分？空分装置和系统在流程工业中发挥哪些作用？.docx

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1、空分设备空分设备是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精储而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及负气等惰性气体的设备,广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。简单来说就是空分的系统流程包括： 压缩系统 预冷系统.纯化系统 换热系统.产品送出系统 膨胀制冷系统 精储塔系统 液体泵系统 产品压缩系统我们按照空分系统流程对设备进行一一介绍:压缩系统有自洁式空气过滤甥、汽轮机、空压机、增压机，仪表压缩机等。（1）自洁式过滤器一般随着气曷的增大,滤筒数增多，层数也越高，一般2.5万等级以上双层，6万等级以上三层布置；一般单台压缩机需要单独布置过滤器，同

2、时布置在上风口。（2）汽箜班是高压蒸汽进行膨胀做功，带动同轴叶轮转动，从而实现进行对工质做功的型式。汽轮机一般常用的有三种形式：全凝、全背压和抽凝，较为常用的是抽凝。（4）望压扭一般大型空分装置投资均为单轴等温型离心压缩机，进口较国产能耗低2%左右，投资高80%；空压机采用出口放空，不设置回流管路，一般有最小吸入流量防喘振要求，采用入口导叶进行流量调节，进口国产机组均是四级压缩三级冷却（末级不冷却）。主空压机配备一套水洗系统，用以冲洗各级叶轮和蜗壳表面沉积物。该系统随主机成套。（5）埴医机一般大型空分装置投资采用单轴等温型离心压缩机和齿轮式离心压缩机两种，其中齿轮式在能耗上占较大优势，尤其压比

3、较大的工况。（6）仪表气压缩机一般有三种形式:无油螺杆机，活塞式和离心式。由于活塞式和离心式天然无油，所以不需要除油装置，只需要配套干燥装置（除水）和精密过滤器（除固体颗粒）即可；而螺杆机一般有有油和无油然后除油两种，喷油螺杆机需要设置除油装置，同时需要设置精度非常高的除油过滤器，以满足工艺要求，这种机型的优势是价格较便宜；无油螺杆采用干转子或者水润滑，这种机型优点是绝对不含油，缺点是价格较贵。气量500Nm3/h以下适合选活塞式；气量在2000Nm3/h以下适合选螺杆机或活塞机；气量在2000Nm3/h以上即三种机型都可以选，气量大时离心式压缩机较有优势，其易损件较少，同时好维护，性价比较高

4、。仪表压缩机在开车时使用，正常运行后由分子筛纯化器后抽取。预冷系统预冷系统空冷塔有两种形式：闭式循环（空冷塔分为上下两段，冷冻水在空冷塔上段和水冷塔之间循环）和开式循环（进循环水系统），闭式循环主要应用于水质不好的化工厂，需要补充新鲜水及药剂；开式循环应用较广，但是循环水系统同样也需要定期补充新鲜水，预冷系统还需要考虑夏天工况。空冷塔一般设计为底部为1米76不锈钢鲍尔环（耐高温），3米76增强型聚丙烯鲍尔环（大通量），4米50增强型聚丙烯鲍尔环。水冷塔也有两种：两段式（无外加冷源时，干燥污氮气的冷量回收充分，使之预冷系统有保障，但是阻力大一倍，（7米+7米50聚丙烯鲍尔环）和一段式（有外加冷源

5、时，8米50聚丙烯鲍尔环）。此外，预冷系统一般所有进水均要设置过滤器（一般6台：4台水泵，水冷塔进水，冷水机组蒸发侧进水），防止杂质带入系统。预冷系统的效果检测为：下段4米填料段出口气比进水低VC；上段8米填料段出口气比水高1,一般在空冷塔中部设置测温计（伸入内部）O纯化系统纯化系统采用的的吸附器有立式轴向流，卧式双层床和立式径向流三种。立式轴向流主要用于1万等级（直径己经到4.6m）以下空分设备的配套，床层厚度1550-2300mm,双层单层均可布置，立式轴向流吸附器的气流分布最好。卧式双层床主要用于大中型空分设备的配套，床层厚度1150mm（分子筛）+350mm（铝胶）。立式径向流吸附器可

6、以有效利用容器内部空间，使得同直径吸附层面积扩大1.5倍左右，这样可以有效降低塔器高度，同时立置方式占地面积较小。由于气流分布均匀，不像卧式吸附器气流不均，使得分子筛用量减少20%,再生能耗也节省20%o但是立式径向流缺点是气流中心集中（扇形区），使得其比卧式穿透时间要快（要求CO23000,P为密度，U为流速，进气位置在管路汽化率为1%高度处，此时需要适当缩小管径，同时液体过冷度不能大）；（3）上塔自筑馆分段落地布置，采用两台循环氧泵连接，降低上塔高度可以解决下塔液体无法进入上塔或者粗氨塔冷凝器的状况；（4）上塔自筑馆分段落地布置，采用循环泵连接，机氢塔最上段座在上塔上部，这样可以使冷箱空间

7、缩小；（5）上塔自主冷落地布置，采用循环泵连接，主冷在下塔顶部，优点是主冷可以做的很大；（6）上塔自主冷落地布置，采用循环泵连接，粗氮塔最上段座在上塔上部，优点是主冷可以做的很大，同样可以使冷箱空间缩小。液体泵系统卧式泵水平布置（进液管低于排液管），需要设置加温气（设置在泵后，或者泵前过滤器前，防止杂质进入），密封气，排液排气阀（低处排液，高处排气）和回流管路（回液进气相），卧式泵转速不能太高，一般排压30barG以下，卧式泵由于水平布置，冷态收缩轴承受力较好，但是转速高转子动平衡不好满足。立式泵采用轴承悬挂式布置（进液管高于排液管），承受向下拉力较大，转子重心与轴重合，转速可以很高；一般30

8、bar以上，需要设置：泵前回气（注意卧式泵无），加温气（设置在泵过滤器前，高处进气），密封气，排液排气阀（低处排液，高处排气，预冷时看是否冷透）和回流管路（回液进气相）。立式泵一般均是多级，回气管路要求不得向下（平出，或者倾斜向上），否则会造成气体不能排出，易导致泵汽蚀。另外低温泵电机需要设置吹风管路，防止夏天过热，冬天结霜。液氧泵液氮泵在线冷态备用，其中液氮泵密封气密封气压力7barG以上；氧泵密封气压力4barG（下塔压力氮气即可满足）；循环液氨泵，一用一备，密封气一般采用液氨汽化密封，要求流量有20%的余量。一般液氮泵自身回流阀压力-旁通控制，出口阀流量-液位控制，采用双回路控制。产品压

9、缩系统氮透一般压缩空气的均可满足，氮气透平压缩机压力较高采用齿轮式较为节氧透根据排压有单缸（压力低）和双缸（高压缸和低压缸）（8级压缩至30bar）,一般30barG以下，需要设置5barG的密封气（压力氮气可满足），同时由于氧气介质有高压高温火患原因，所有过流部分均采用铜合金，需要设置保安氮气，一般由工程设计院考虑；进口氧透价格较高，为国产2倍左右，一般不采用，目前一般均杭氧氧透，排压3-30barG,流量8000Nm3/h以上均可满足。但是流量小，氧透效率较低，一般8000Nm3/h（55%）-80000Nm3h（68%）。氧透一般应用于外压缩流程，从3s30barG均有,不过一般要和带增压机的内压缩流程（效率一般70%以上，也有流量限制，效率要较氧透高10个点以上，这样甚至可以抵消外压缩较内压缩少复热附加能耗损失的优势，但是内压缩用于钢厂排压需要提高，以免换热系统波动）进行能耗比较，最后确定方案。