空气分离技术——深度冷度液化技术.ppt

空气分离技术——深度冷度液化技术 规整填料片以网络状接触,气液的流道是完全对称均-的,因此气液两相流动的分布质量好、效率高。 规整填料的网络接触,使得装填后的规整填料具有很高的强度,制造规整填料所用板材的厚度只装填料的1/2≈1/3,而且加工制造相对简单,所以规整填料比相近规格(指比表面积)的散装填料要便宜得多。 优点 空气分离技术——深度冷度液化技术 四、空分塔中稀有气体的分布 氖、氦、氪、氙和氧、氮的沸点不同,它们在空气中的数量不同,因此在空分塔中它们集的部位也不同。图⒈16表示出了双级精馏塔内稀有气体汇集的部位。 空气分离技术——深度冷度液化技术 空气分离技术——深度冷度液化技术 五、纯氩的制取 图⒈17是氩提取装置的示意图 空气分离技术——深度冷度液化技术 从上塔浪化空气进料口之下适当部位抽出氩馏分,壹馏分中氮组分0.1%以下,氩组分8%~1o%以上,余者为氧,引人粗氩塔精馏后得95%左右的粗氩。粗氩经热交换器升温后加人氢气,使残留的氧气在催化反应炉内生成水分,冷却干燥后在精氩塔中精馏,得99.99%以上的纯氩。也有的流程是粗氩在低温下(液氧温度）用分子筛吸附去除氧、氮,得99.99%的纯氩。 空气分离技术——深度冷度液化技术 全精馏无氢制氩 全精馏无氢制氩指粗氩塔和精氩塔全部采用规整填料塔,在低温下精馏直接获得精氩。 全精馏无氢制氩技术,取消了加氢催化脱氧设备和制氢设备,简化了流程，节省了厂房投资和运行费用,节约了制氢能耗。同时,氩提取率大大提高,可达65%-84%。 空气分离技术——深度冷度液化技术 第五节 空分流程 我国的空分装置经历了五代的发展 空分流程从原理来看,都包括空气的压缩、净化、热交换、制冷、精馏等过程,有包括氩和其他稀有气体的提取过程。流程的主要区别在于各过程所用的设备不同,操作条件不同,所生产的氧产品的量和压力不同。 空气分离技术——深度冷度液化技术 二、空分流程的演变 1、铝带蓄冷器冻结高低压空分流程 主要由空气过滤压缩、CO2碱洗、氨预冷、膨胀制冷、换热精馏等系统组成。 缺点如下。 ①流程复杂。 ②蓄冷器的自清除问题没有得到妥善解决,氧气(或氮气)和空气的传质和传热虽按时间间隔错开,但却在同一腔内进行,使产品的纯度受到较大污染。 ③膨胀机为冲动式固定喷嘴的结构形式,效率较低,只有60% ④氧提取率低,一般只有83.3% 。 ⑤能耗高,设计值为0.66kW?Vm3O2,而实际运行值高达0.7~0.9kW?Vm3O2。 空气分离技术——深度冷度液化技术 2、石头蓄冷冻结全低压空分流程 随着透平膨胀机技术的开发、蛇管式石头蓄冷器的出现及其自清除技术的改进等,1969年出现了石头蓄冷器冻结全低压空分流程。 该流程大为简化,主要由空气过滤空气预冷、膨胀制冷、换热精馏等系统组成。 ` 空气分离技术——深度冷度液化技术 缺点如下。 ①石头蓄冷器中的石头填料单位体积所具有的比表面积只有铝带的1/5,而密度却远比铝带大。 ②由于采用中间抽气法来保证蓄冷器的不冻结性,因而设置了相应所需的抽气阀箱和CO2吸附器,使冷箱内设备及配管复杂化。 ③膨胀机采用的固定喷嘴,只能依靠调节压力来调节气量,因而膨胀量调节范围较小。 ④冷凝蒸发器为长列管式,管子数目仍然较多,体积大,制造难。 空气分离技术——深度冷度液化技术 3、切换式换热器冻结全低压空分流程 4、常温分子筛净化全低压空分流程 5、常温分子筛净化增压膨胀空分流程 6、常温分子筛净化规整填料精馏空分流程 7、外压缩与内压缩流程 空气分离技术——深度冷度液化技术 空分流程框图 空压机 预冷系统 纯化系统 热交换器 精馏系统 氧氮产品 膨胀机 增压机 贮存系统 二、空分流程 空气分离技术——深度冷度液化技术 空分工艺流程图 蒸汽 空冷塔 膨胀机 汽轮机 过冷器 上塔 增效塔 主冷 压力氮气去压缩机 分子筛 高压氧气 污氮气去水冷塔 粗氩气 污氮气去分子筛 水冷塔 水冷塔 液氧泵 冷却水 增压机 下塔 氮 气 空气分离技术——深度冷度液化技术 空分工艺流程 空分装置为分子筛净化空气、空气增压、膨胀空气进下塔、液氧内压缩流程，带中压空气增压透平膨胀机，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺； 原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔冷却后的低温水。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗； 经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。纯化器的使用周期约为240分钟，定时自动切换；净化后的空气分为两股：一股进入低压板式换热器，与 空气分离技术