低溫精餾原理及精餾塔(編輯修改稿)
2025-06-17 03:39 本頁面
【文章內容簡介】 回收冷量，不參加精餾，則這部分加工空氣中的氧、氮就不能提取，必將影響到氧、氮的產(chǎn)量和提取率。 ? 由于在全低壓空分設備的上塔其精餾段的回流比大于最小回流比較多，就有可能利用多余回流液的精餾潛力。因此可將膨脹后的空氣直接送入上塔參與精餾，來回收膨脹空氣中的氧、氮，以提高氧的提取率。 ? 由于全低壓空分設備將膨脹空氣直接送入上塔，因此制冷量的變化將引起膨脹量的變化，必然要影響上塔的精餾。制冷與精餾的緊密聯(lián)系是全低壓空分設備的最大特點。 進上塔的膨脹空氣量受什么條件限制 ? 進上塔的膨脹空氣量增加，精餾段的回流比相應減少。為了達到所要求純度的氮氣產(chǎn)品，需要設置更多的塔板數(shù)。當回流比減少到需要設置無數(shù)塊塔板才能使氮氣純度達到要求的數(shù)值時，這時的回流比叫最小回流比。進上塔的膨脹空氣量首先受最小回流比的限制。當回流比越接近最小回流比時，為保證產(chǎn)品純度所需的塔板數(shù)增加的越快，這將造成投資增加，塔板阻力增加，操作壓力升高，能耗增加。因此，膨脹空氣進上塔后的回流比應大于最小回流比。 ? 當要求氮氣純度低時，最小回流比也減少，允許進上塔的膨脹空氣量就可以多些，這時氧的提取率也相應地降低。此外，如果液空純度高，液空量就較少，相應的液氮量就會增大。這將使精餾段的回流比增大，允許送入上塔的膨脹空氣量也就可適當增加。氧氣的純度低一些，允許送入的膨脹空氣量也可以多一些?？傊?，送入上塔的膨脹空氣量應綜合考慮回流比、塔板數(shù)、氧、氮及液空純度等諸多因素的影響，以便在既可保證產(chǎn)品純度和不使氧提取率下降過多，又不致于過多地增加塔板數(shù)和能耗的情況下，送入適量的膨脹空氣。 哪些因素會影響塔板阻力的變化，觀察塔板阻力對操作有何實際意義？ 影響塔板阻力的因素很多，包括篩孔孔徑大小、塔板開孔率、液體的密度、液體的表面張力、液層厚度、蒸氣的密度和蒸氣穿過篩孔的速度等等。其中，蒸氣和液體的密度以及液體的表面張力在生產(chǎn)過程中變化很小?？讖酱笮∨c開孔率雖然固定不變，但當篩孔被固體二氧化碳或硅膠粉末堵塞時，也會發(fā)生變化，造成阻力增大。此外，液層厚度和蒸氣的篩孔速度取決于下流液體量和上升蒸氣量的多少，在操作中也有可能發(fā)生變化，從而影響塔板阻力的變化。特別是篩孔速度對阻力的影響是成平方關系，影響較大。 ? 所以，在實際操作中，可以通過塔內各部分阻力的變化來判斷塔內工況是否正常。如果阻力正常，說明塔內上升蒸氣的速度和下流液體的數(shù)量正常。如果阻力增高，則可能是某一段上升蒸氣量過大或塔板篩孔堵塞；如果進塔空氣量、膨脹空氣量以及氧、氮、污氮取出量都正常，也即上升氣量沒有變化，那就可能是某一段下流液體量大了，使塔板上液層加厚，造成塔板阻力增加；如果阻力超過正常數(shù)值，并且產(chǎn)生波動，則很可能是塔內產(chǎn)生了液懸；當阻力過小時，有可能是上升蒸氣量太少，蒸氣無法托住塔板上的液體而產(chǎn)生漏液現(xiàn)象。因此阻力大小往往可作為判斷工況是否正常的一個重要手段。 上塔壓力低些有什么好處 ? 上塔的低溫產(chǎn)品氣體出塔后要通過換熱器回收冷量，經(jīng)復熱后再離開裝置。上塔的壓力需要能夠克服氣體在通過換熱器時的阻力。但是，要求在滿足需要的情況下，盡可能地低。這是因為： 1）在冷凝蒸發(fā)器中冷凝的液氮量不變、主冷溫差不變得 情況下，如果上塔壓力降低，則下塔壓力相應地會自動降低。通常，上塔壓力降低 。對于全低壓制氧機，隨著下塔壓力降低，空壓機的排氣壓力也可降低，進塔空氣量會增加，從而可以增加氧產(chǎn)量和降低制氧機的能耗。 2)上、下塔壓力降低，可改善上、下塔的精餾工況。因為壓力低時，液體中某一組分的含量與其上方處于相平衡的蒸氣中同一組分的含量的差數(shù)要大些，而壓力高時此差數(shù)會減小。氣、液相濃度差越大，則氧、氮的分離效果越好。即在塔板數(shù)不變的情況下，壓力低一些，有利于提高氧、氮的純度。因此在操作時，要盡可能降低上塔壓力。 應指出，上塔壓力降低是有限的。因為氧、氮產(chǎn)品的排出壓力有一定要求，在排出過程中，還要克服換熱器和管道的阻力。 為什么說主冷液氧的變化是判斷制氧機冷量是否充足的主要標志？ ? 空分設備的工況穩(wěn)定時，裝置的產(chǎn)冷量與冷量消耗保持平衡，裝置內各部分的溫度、壓力、液面等參數(shù)不再隨時間而變化。主冷是聯(lián)系上、下塔的紐帶，來自下塔的上升氮氣在主冷中放熱冷凝，來自上塔的回流液氧在主冷中吸熱蒸發(fā)。回流液量與蒸發(fā)量相等時，液面保持不變。 ? 加工空氣在進入下塔時，有一定的
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