化工企業(yè)空分工藝培訓(xùn)講義(參考版)
2024-08-27 12:32本頁面
【正文】 各部分的參數(shù)如下： 上塔： 塔型式：規(guī)整填料塔型 高度： 34640mm 工作介質(zhì)： O N Ar 設(shè)計壓力： 設(shè)計溫度： 200℃ 最高工作壓力： 氣壓試驗壓力： (臥式 ) 氣密性試驗壓力： (臥式 ) 腐蝕裕度： 0mm 焊縫系數(shù)： 幾何容積： 材料： 5083H112 下塔： 塔型式：篩板塔 高度： 17050 mm 工作介質(zhì)： O N2 設(shè)計壓力： 設(shè)計溫度： 200℃ 最高工作壓力： 氣壓試驗壓力： (臥式 ) 氣密性試驗壓力： (臥式 ) 腐蝕裕度： 0mm 焊縫系數(shù)： 幾何容積： 194m3 材料： 5083H112 主冷凝器： 型式：板翅式換熱器 高度： 6155mm 工作介質(zhì)：氣氮、液氧 設(shè)計壓力： (氣氮側(cè) )/(液氧側(cè) ) 設(shè)計溫度： 200℃ 最高操作壓力： (氮氣側(cè) )/(液氧側(cè) ) 氣壓試驗壓力： (氮氣側(cè) )/(液氧側(cè) ) (立式 ) 氣密性試驗壓力： (氮氣側(cè) )/(液氧側(cè) ) (立式 ) 腐蝕裕度： 0mm 焊縫系數(shù)： 幾何容積： (氣氮側(cè) )/(液氧側(cè) ) 材料： 5083H112 主要機泵的技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)簡介： 1） 增壓透平膨脹機： 型式：三元徑 軸流反動式，整體撬裝結(jié)構(gòu)。下塔采用篩板塔。對空壓機增壓機組的介紹，請參見壓縮機培訓(xùn)教材相關(guān)部分，這里只介紹其它幾個主要機械設(shè)備。 第四節(jié) 主要機械設(shè)備介紹 雙甲車間空分裝置主要機械設(shè)備有蒸汽透平驅(qū)動的空壓機+增壓機機組、增壓透平膨脹機 、液氧泵 、精餾塔等。貧氪氙液的提取在貧氪氙塔（ C711601）中進行 ,該塔設(shè)有三段規(guī)整填料層，塔底設(shè)有以氣氮為熱源的貧氪氙蒸發(fā)器（ K711601）。 經(jīng)純氬塔精餾后，在塔頂未被冷凝的氣相組份通過壓力調(diào)節(jié)放空，塔底液即為最終精氬產(chǎn)品送往儲罐。 在粗氬液化器中，利用液氮作為冷源，將粗氬冷凝并送入純氬塔 （ C710703 ）中部。 進入粗氬塔 II 下部的富氬氣體自下而上與回流液傳質(zhì)傳熱， 使塔頂氣體中氧組分濃度降低到 ppm 級。 五 、 提氬 提氬由粗（提）氬及精（提）氬兩個環(huán)節(jié)組成；粗氬主要除去氬餾分中的氧組分，精氬主要除去氮等低沸點物。 液空通過精餾，在上塔底部得到純液氧組分，收集在冷凝蒸發(fā)器殼側(cè)，部分蒸發(fā)作為提餾蒸汽；其余的經(jīng)液氧泵加壓及高壓氧換熱器復(fù)熱后以氣態(tài)產(chǎn)品輸出，或經(jīng)過冷作為液態(tài)氧產(chǎn)品送儲存。 精餾塔上塔是實現(xiàn)高純氧加工的場所，并從提餾段的富氬區(qū)域抽取富氬氣提組份，供給氬提取裝置原料。 低壓氮氣產(chǎn)品從下塔頂部抽出 ,經(jīng)復(fù)熱后送出界區(qū)。 從下塔中部抽出一股污氮液，經(jīng)過冷器過冷及節(jié)流后送入上塔中上部，作為上塔精餾段回流液。 在下塔塔底得到富氧液空在過冷器 (E710002)中過冷后分成三股。 四 、 精餾 空氣在下塔內(nèi)進行初步分離，上升空氣與向下流動的回流液在塔板上進行傳質(zhì)傳熱，上升氣體中的氮組分濃度逐步升高，進而在下塔頂部得到精純的氮組分。出增壓機一段的空氣經(jīng)冷卻后又分成兩股，一股去增壓透 平 膨 脹 機 (B710001— E710001,B710002— E710002) 的增壓器(B710001 ， B710002) 中增壓，并經(jīng)增壓器出口冷卻器(AC710001,AC710002)冷卻后進入中壓板式換熱器冷卻，冷卻后的氣體進入膨脹機 (E710001,E710002)進行膨脹制冷，膨脹后的空氣進入氣液分離器 (PV710001)進行氣液分離，分離出的液空進入精餾塔上塔(C710002)；低溫空氣與板式換熱器來的低溫空氣會合進入下塔底部。 三、換熱及制冷 凈 化 后 的 空 氣 分 成 兩 股 ， 一 股 進 入 中 壓 板 式 換 熱 器（ E710001— 1～ 6） 及低壓板式換熱器 (E710003— 1～ 6)，冷卻至接近漏點溫度，然后進入精餾塔下塔（ C710001） 底部。利用加熱脫附原理，以出冷箱的污氮氣作為再生載體，通過再生蒸汽加熱器 (SH711201)加熱，完成再生。純化器結(jié)構(gòu)形式為臥式，內(nèi)裝氧化鋁及 13X 分子篩 ,空氣先通過氧化鋁吸附層，主要用以吸附水；然后通過分子篩，進一步吸附 CO2等其他雜質(zhì)?？绽渌敳坑谐b置，用來清除及分離空氣中的水滴，空氣由空冷塔頂部排出。過濾后的空氣進入離心式空壓機（ K7601） ,壓縮后的空氣進入空冷塔（ AC711101）冷卻和洗滌，除去空氣中的 SO2 ,SO3 ,NH3等大量有害成分。 渭化一期采用的是法國液空的立式徑向流吸附器，這是世界上目前先進的結(jié)構(gòu)技術(shù)；與立式分子篩相比，臥式分子篩制造技術(shù)難度較小，裝填及維修較方便，并標志國內(nèi)目前的裝置技術(shù)水平。由鋁膠替代 分子篩吸附水分，不僅吸附熱小，吸附溫升小，有利于增大分子篩吸附 CO CnHm等的容量，而且可以使分子篩避免遭受濕空氣中的酸性成分的破壞（分子篩不易受空氣中干燥酸性組分的破壞），延長分子篩的使用壽命。因此，進入分子篩的空氣，溫度越低越好。物理吸附與氣體在固體表面上凝結(jié)很相似。分子篩的吸附容量除了與吸附質(zhì)的種類有關(guān)外，還與吸附質(zhì)的濃度和溫度有關(guān)。 不飽和 性愈大的分子，愈易被分子篩吸附。所以分子篩在吸附過程中具有明顯的傾向性。 13X 型的分子篩，其微孔的孔徑為 10 埃，可以吸附臨界直徑不大于 10 埃的分子。如 13X 型典型分子式為： ,將分子篩加熱，脫去結(jié)晶水，其晶體結(jié)構(gòu)不變，同時形成與外部相通的均勻微孔，形成豐富的內(nèi)表面（ 8001000m2/1 克分子篩）。由于分子間引力普遍存在于吸附劑和吸附質(zhì)之間，僅以一種吸附劑可吸附許多不同種類的氣體，但隨著吸附質(zhì)與吸附劑的種類不同，分子間的吸引力大小各異，因此吸附量可因物系不同而相差很大。 由于避免了板翅式換熱器頻頻切換產(chǎn)生的交變應(yīng)力及因水分和 CO2周期性的凍結(jié)而導(dǎo)致的腐蝕，從而可以延長板翅式換 熱器的使用壽命。 渭化二期空分裝置空氣過濾器采用的是脈沖反吹自潔式過濾器（圖 13） 。按生產(chǎn)能力為 28000Nm3/h O2 的空分裝置算，每天從加工空氣中帶入的灰塵約在18～ 550kg 之間。所以 為提高裝置運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，必須凈化空氣。固體雜質(zhì)會磨損器件，尤其威脅高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全運行，帶入冷卻器還會污染傳熱表面。 我們已經(jīng)知道空氣中含有少量水蒸汽、二氧化碳（ CO2）、乙炔（ C2H2）和碳氫化合物（ CnHm）及少許灰塵等雜質(zhì)。希望氬餾分中的氬濃度較大，所以餾分應(yīng)在富集區(qū)抽。 由于在粗氬塔中不能實現(xiàn)氬 氮分離，餾分中的氮絕大多數(shù)保留在粗氬中，粗氬中含氮越多，冷凝溫度越低，則冷凝器的溫差越小，對傳熱產(chǎn)生不利的影響，而粗氬塔的回流比又要求很大，當(dāng)熱負荷減小時，勢必使冷凝量減小，影響粗氬塔的精餾工況，所以要求進粗氬塔的氬餾分的氮含量不能超過 %。用全精餾法制氬流程，精氬在冷箱里一次提取完成。在精餾段也存在一個高濃度的氬區(qū)域。 在精餾段，蒸汽在上升過程中開始由于氧相對于氣氮、氬是難揮發(fā)組分，氧組成冷凝較多，所以氬、氮組分自下而上有所增加。因此，在提餾段存在一個氬的富集區(qū)。液空在下流時氮組分蒸發(fā)的多，因此液體中氧、氬的濃度有所升高。
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