【正文】 所需的公用工程及裝置廠房內(nèi)的供暖系統(tǒng)及照明的建設(shè)。 東莞市水星環(huán)?？萍?有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 8 頁 共 38頁 第五節(jié) 公用工程參數(shù)及消耗量 一、公用工程參數(shù) 1．電 (1) 10000V， AC， 50HZ， 510 KW（制氧系統(tǒng)，未含用戶自備的配氧系統(tǒng)） (2) 380V， AC， 50HZ， 20KW (3) 220V， AC， 50HZ， 10 KW 2．冷卻水 壓力： ≥ MPa（ G） 溫度： 上水溫度 ≤ 30 ?C，回水溫度 ≤ 35 ?C 用量： ≤ 30 T/h 3．裝置吹掃用空氣 壓力： ～ 溫度： ～常溫 用量： 10Nm3/h 質(zhì)量： 干凈無雜質(zhì) 二、公用工程消耗 VPSAO2裝置公用工程需要量見表 11。 表 11 VPSAO2 裝置公用工程需要量一覽表 序 號 名稱 規(guī)格 使用情況 單位 消耗量 (每小時(shí) ) 備 注 正 常 最 大 1 電 10000V 連續(xù) KW h 400 510 真空泵用 2 電 380V 連續(xù) KW h 15 20 鼓風(fēng)機(jī)、油泵 3 電 220V 連續(xù) KW h 3 5 儀表 4 電 220V 間斷 KW h 5 10 照明 3 冷卻水上水 ≥ Mpa 連續(xù) t 30 40 *最大用量按設(shè)備裝機(jī)功率計(jì)算。 東莞市水星環(huán)?？萍?有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 9 頁 共 38頁 第五節(jié) 生產(chǎn)制度和勞動(dòng)定員 本裝置為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，需三班連續(xù)操作，采用五班輪換制，年工作時(shí)間為 8000 小時(shí)。 本裝置如獨(dú)立成為一個(gè)車間需要定員 6 人，其中四班倒工人 4 人，維檢修人員 2 人，其它輔助人員由廠方統(tǒng)一考慮，裝置的勞動(dòng)定員見表 12。 表 12 VPSAO2 裝置勞動(dòng)定員表 序 號 名 稱 每班定員 管理 人員 操作 班次 輪修 人員 合計(jì) 備 注 操 作工 輔助工 1 VPSAO2裝置操作工 1 3 1 4 包括操作班長 2 維檢修人員 白 2 儀表、設(shè)備各 1 人 3 管理人員 4 值班技術(shù)人員 廠方統(tǒng)一考慮 5 其它輔助人員 廠方統(tǒng)一考慮 6 總計(jì) 6 第二章 工藝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工藝原理及生產(chǎn)方法 一、基本原理 本裝置采用真空變壓吸附 (VPSA)工藝從空氣中提取氧氣。其基本原理是利用吸附劑對不同吸附質(zhì)的選擇性吸附和吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而差異的特 性?？諝庵械闹饕煞质?N O2和惰性氣體，并含有水份，少量 CO灰塵和因地區(qū)而異的不同組成 (如 SO2和 H2S 等 )。除此之外，空氣中還含有極微量的 O NO2。 選擇某種合適的吸附劑，將絕大部分氮?dú)夂蛶缀跞康亩趸肌⑺旨捌渌M分在加壓下吸附，在減壓下脫附，而大部分氧不被吸附，將它與未被吸附的氧氣和少量氮?dú)饧岸栊詺怏w收集起來，就可得到符合要求的富氧，達(dá)到從空氣中提純富氧的目的。 二、工藝生產(chǎn)過程 吸附劑對物質(zhì)的吸附容量是一定的。因此，只有在被吸附的物質(zhì)能從吸附劑上解吸出來，使吸附劑能得以再生并 重復(fù)使用時(shí)，吸附分離工藝才有實(shí)用意義。 東莞市水星環(huán)?？萍?有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 10 頁 共 38頁 對單臺(tái)吸附塔而言，實(shí)際運(yùn)行過程中必須經(jīng)過吸附和再生兩個(gè)階段，吸附和解吸交替進(jìn)行，吸附 (即制氧氣過程 )是間歇的，需連續(xù)制取氧氣的目的，必須采用多個(gè)吸附塔循環(huán)操作。 本裝置采用兩床一次均壓抽真空解吸變壓吸附工藝，每次循環(huán)經(jīng)過吸附（ A）、壓力均衡降（ ED）、抽空（ V）、壓力均衡升（ ER）等幾個(gè)步驟，每循環(huán)需要約 1 分多鐘，其工藝控制步序見表 21，以保證原料氣不斷地輸入，產(chǎn)品氧不斷地輸出。 表 21 VPSAO2 步序表 位號 工藝步驟 T101A A ED V ER T101B V ER A ED 第二節(jié) 工藝流程 一、概述 整個(gè)裝置由原料空氣壓縮、真空變壓吸附制氧兩個(gè)部分組成。 1. 原料空氣壓縮是將空氣壓縮至變壓吸附所需的壓力，并除去其中所含的二氧化硫及夾帶的粉塵等有害物，成為變壓吸附制氧的合格原料氣。 2. 真空壓吸附制氧系統(tǒng)是該裝置的核心部分，該部分空氣中的絕大部分氮被吸附，氧則被濃縮至≥ 40%的濃度，成為產(chǎn)品氧氣。真空解吸則使吸附劑吸附的雜質(zhì)更完全的解吸，吸附劑獲得再生。 3. 產(chǎn)品氧氣 增壓 系統(tǒng)是 在 用戶自備的 壓縮 機(jī)作用下，將 富 氧氣 加 壓至 后輸送至 后工藝段 用于生產(chǎn)。 二、工藝流程概述 工藝流程見圖 HX06053001～ 04。 整套裝置由動(dòng)力設(shè)備（包括：離心鼓風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)、水環(huán)式真空泵 2 臺(tái) 、液壓泵站 2 臺(tái) ）和非標(biāo)設(shè)備（包括：脫硫槽 1 臺(tái)、 冷卻器 1 臺(tái) 、汽水分離器 1 臺(tái) 、 吸附塔 2 臺(tái)、產(chǎn)品緩沖罐 2 臺(tái)）兩部分組成。下面，我們簡單地將本系統(tǒng)的工藝過程介紹如下： 原料空氣壓縮 來自大氣的空氣首先經(jīng)過脫硫槽 F101，將空氣中的二氧化硫、硫化氫、微量 CO2等雜質(zhì)成份吸附掉，并將空氣中的微量機(jī)械雜質(zhì)過濾掉，再經(jīng)過離心鼓風(fēng)機(jī) (C101)將空氣 加壓至 40～ 55KPa（ G），達(dá)到變壓吸附劑的吸附壓力，此時(shí)，原料空氣的溫度大約升高 65?C 左右， 經(jīng)過冷卻器冷卻，汽水分東莞市水星環(huán)?？萍?有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 11 頁 共 38頁 離器分離分離部分冷凝水，溫度降到 60 度以下， 符合變壓吸附制氧的要求，直接進(jìn)入吸附塔進(jìn)行吸附。 吸附制氧系統(tǒng) 整套裝置由兩臺(tái)吸附塔及兩臺(tái)產(chǎn)品氧氣緩沖罐組成。其工藝如下： 吸附過程 原料氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)升壓后自吸附塔底進(jìn)入 VPSA吸附塔 T101A 中，通過多種吸附劑的選擇吸附后，直接得到純度大于 40%的氧氣從塔頂排出進(jìn)入產(chǎn)品氧氣緩沖罐 V101。 均壓降壓過程 這是在吸附過程完成后，關(guān)閉程控 閥 KV101A 和 KV102A，同時(shí)打開程控閥 KV103， KV105B由于此時(shí)吸附塔 T101A內(nèi)的壓力比吸附塔 T101B內(nèi)的壓力高，在壓力差的作用下，吸附塔 T101A內(nèi)的氣體順著吸附方向流向吸附塔 T101B內(nèi)，該部分氣體氧含量也比較高（但低于產(chǎn)品氧氣純度），這一過程不僅是降壓過程，而且也回收了吸附床層內(nèi)死空間內(nèi)的富氧氣體，當(dāng) T101A/B兩個(gè)吸附塔的壓力基本接近時(shí)關(guān)閉程控閥 KV103，吸附塔 T101A的均壓降壓過程結(jié)束。 抽真空過程 當(dāng)均壓降壓過程結(jié)束后，打開程控閥門 KV104A吸附塔 T101A進(jìn)入 抽真空過程 ，吸附塔內(nèi)的氣體逆著吸附方向流出，在壓力的作用下，氣體被真空泵強(qiáng)制性地抽出，此時(shí)吸附在吸附劑上的氮?dú)獗恢饾u解吸出來，直至吸附劑中的雜質(zhì)得以充分解吸為止，關(guān)閉 KV104A 閥，抽真空過程結(jié)束。 均壓升壓過程 該過程與均壓降壓過程相對應(yīng)。當(dāng)吸附塔 T101A 抽真空過程結(jié)束后，打開程控閥 KV103，KV105A由于此時(shí)吸附塔 T101B內(nèi)的氣體壓力比吸附塔 T101A高，在壓力差的作用下，吸附塔 T101B內(nèi)的氣體流入 T101A內(nèi)，同時(shí) T101A 內(nèi)的壓力升高，該氣體與吸附劑充分接觸后其中的氮?dú)獗晃絼┏浞治?；?dāng)吸附塔 T101A/B 兩塔壓力基本接近時(shí)關(guān)閉 KV103 程控閥，吸附塔 T101A的均壓升壓過程結(jié)束。 產(chǎn)品氣升壓過程 當(dāng)均壓升壓過程結(jié)束后， KV105A 繼續(xù)開啟，直到吸附塔壓力趨近于大氣壓力 ，然后關(guān)閉KV105A打開程控閥 KV101A，用原料空氣將吸附塔 T101A內(nèi)的壓力升至吸附壓力。此時(shí)，吸附塔T101A 的產(chǎn)品氣升壓過程結(jié)束。 經(jīng)過這一過程后，吸附塔便完成了整個(gè)再生過程，為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。 吸附塔 T101A和 T101B 如此交替進(jìn)行，便可以得到連續(xù)的產(chǎn)品氧氣。 東莞市水星環(huán)?？萍?有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 12 頁 共 38頁 第三節(jié) 工藝控制及主要工藝指標(biāo) 一 、生產(chǎn)控制 操作參數(shù)控制 本裝置設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度較高，程控閥門的動(dòng)作和重要參數(shù)的指示、報(bào)警和調(diào)節(jié)均由控制系統(tǒng)完成。控制系統(tǒng)不僅可以控制程控閥門的動(dòng)作，根據(jù)工藝要求，按預(yù)先設(shè)定好的步驟切換，而且完成其它重要參數(shù)的調(diào)整、記錄、報(bào)警。 分析檢測 本裝置分析檢測項(xiàng)目和選用儀表見本章第六節(jié)說明。 二、主要工藝指標(biāo) 裝置主要技術(shù)指標(biāo) (1) 裝置產(chǎn)氧能力 3500Nm3/h（以氧含量 40%計(jì)） (2) 產(chǎn)品氧氣質(zhì)量 ≥ 40 % O2 (3) 產(chǎn)品氧氣出裝置送壓力 40～ 55 KPa（ G） (4) 年工作時(shí) 8400 小時(shí) 裝置主要操作指標(biāo) 主要操作指標(biāo)見表 22。 表 22 VPSAO2 裝置主要操作指標(biāo) 序號 操 作 參 數(shù) 指 標(biāo) 備 注 01 空氣進(jìn)鼓風(fēng)機(jī)溫度 常溫 02 空氣出鼓風(fēng)機(jī)壓力 ～ 45KPa 03 吸附壓力 25～ 55KPa 04 抽空壓力 ～ 05 變壓吸附循環(huán)周期 80s 06 均 壓壓力 ～ 25KPa 07 氧氣出 VPSA 壓力 40～ 50 KPa（ G） 08 氧氣出口流量 3500Nm3/h 以氧 40%計(jì) 09 環(huán)境壓力 (A) 10 冷卻水總量 30 t/h 東莞市水星環(huán)保科技 有限公司 VPSA 制氧裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 成都華西化工研究所 第 13 頁 共 38頁 第四節(jié) 主要定型設(shè)備選型 一、空氣鼓風(fēng)機(jī) 根據(jù)工藝要求，選用湖北省風(fēng)機(jī)廠所生產(chǎn)的 多級 高效節(jié)能型離心式鼓風(fēng)機(jī)，其型號為 ，空氣升壓為 ，排氣量為 170 m3/min，與其它空壓機(jī)相比該機(jī)能耗低，噪聲小，在空氣壓縮過程中氣體與油無接觸，減少空氣的 預(yù)處理工序；同時(shí)，該鼓風(fēng)機(jī)與其他鼓風(fēng)機(jī)相比較，鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)殼由鑄鐵制成，有利于防振和吸收噪音；機(jī)殼沿軸線水平上下中分，便于維修。 二、真空泵 根據(jù)工藝要求選用淄博水環(huán)真空泵廠有限公司引進(jìn)西門子技術(shù)生產(chǎn)的水環(huán)式真空泵，型號為2BEC60 型真空泵兩臺(tái)，該機(jī)采用新型線性葉輪，高效節(jié)能；精度高、材質(zhì)優(yōu)、壽命長、噪音低；結(jié)