低溫精餾原理及精餾塔(已改無錯字)
2023-06-24 03:39:18 本頁面
【正文】 “ 含濕 ” ，即有小部分是液體。大部分空氣將在主冷中液化。對于低壓空分設(shè)備，進下塔的空氣是由出主熱交換器冷端的空氣和經(jīng)液化器的空氣混合而成的。正常情況下，它們進塔的綜合狀態(tài)都有一定的“ 含濕量 ” （ “ 液化率 ” ）。進塔的空氣狀態(tài)是由空分設(shè)備內(nèi)的熱交換系統(tǒng)和產(chǎn)冷系統(tǒng)所保證的。 ? 當裝置的冷損增大時，制冷量不足，使得進下塔的空氣含濕量減小，要求在主冷中冷凝的氮氣量增加，主冷的熱負荷增大，相應(yīng)地液氧蒸發(fā)量也增大，液氧面下降；如果制冷量過多，主冷的熱負荷減小，液氧蒸發(fā)量減少，液氧面會上升。因此，裝置的冷量是否平衡，首先在主冷液面的變化上反映出來。 增加加工空氣量對精餾工況有什么影響，需要采取哪些相應(yīng)的措施？ ? 當加工空氣量增加時，將使精餾塔內(nèi)的上升蒸氣增加，主冷內(nèi)所需冷凝的液體量也相應(yīng)增加，因此對塔內(nèi)的回流比沒有影響。增加的氣量在一定范圍內(nèi)，氧、氮的純度能基本保持不變，而產(chǎn)量將隨空氣量的增加而按比例增加。 ? 但是，隨著主冷中冷凝液體量增加，主冷的熱負荷加大。當傳熱面積不足時，主冷的溫差必然擴大，下塔壓力相應(yīng)升高。同時，由于塔內(nèi)氣流速度增加，下流液體量增加，塔板上液層加厚，使塔板的阻力增加，上、下塔的壓力也會相應(yīng)地提高。這將對氧、氮的分離帶來不利的影響，同時也使電耗增加。當氣量過大時，塔板阻力及下流液流經(jīng)溢流斗的阻力均會增大很多，造成溢流斗內(nèi)液面升高，甚至發(fā)生液體無法流下的液泛現(xiàn)象，這時將破壞精餾塔的正常工況。 ? 此外，由于上升蒸氣流速增加，容易將液滴帶到上一塊塔板，影響精餾效果，氮純度下降，從而會降低氧的提取率。 ? 一般的空分塔，增加 20%左右的空氣量也能正常工作，不需要采取什么措施。當加工空氣量過大時，需要加大塔板上的篩孔的孔徑，以降低蒸氣速度。加大主冷的傳熱面積，以縮小主冷溫差，保證精餾塔的正常工作 過冷器的作用 ? 空氣在下塔經(jīng)精餾后產(chǎn)生的液空和液氮，通過節(jié)流閥供給上塔作為精餾所需的回流液。處于飽和狀態(tài)的液體經(jīng)過節(jié)流閥時，由于壓力降低，其相應(yīng)的飽和溫度也降低，部分液體將要氣化。節(jié)流的氣化率與節(jié)流前后的壓力，液體的組分及過冷度有關(guān)。通常，未過冷時液空、液氮節(jié)流后的氣化率可達 15～20%，這就使得上塔的回流液量減少，對上塔的精餾不利。為了減少節(jié)流氣化率，因而設(shè)置了過冷器。它是靠回收污氮、污氮的冷量，使液空、液氮的溫度降低。低于下塔壓力所對應(yīng)的飽和溫度就稱為過冷。如果過冷度為 3~9℃ ，則節(jié)流后的氣化率可減少到 8～ 12%。 ? 另一方面，過冷器還起到調(diào)配冷量的作用。它可使一部分冷量又返回上塔。因此，空氣帶入下塔的能力（焓值）升高，使冷凝蒸發(fā)器的熱負荷增加，對上塔的精餾有利。 .氧氣產(chǎn)量不足的原因及處理 ?影響氧氣產(chǎn)量的主要因素如下： （ 1）加工空氣量不足。原因有：環(huán)境溫度過高；大氣壓力過低；空氣吸入過濾器被堵塞；電壓過低或電網(wǎng)頻率降低，造成空壓機轉(zhuǎn)速降低；中間冷卻器冷卻效果不好；級間有內(nèi)泄漏；閥門、管道漏氣；自動閥或切換閥泄漏；對分子篩純化系統(tǒng)而言，可能是切換碟閥漏氣。 （ 2）氮平均純度過低。原因有：精餾塔板效率降低；冷損過大造成膨脹空氣量過大；液氮純度太低，液氮量太大；液氮量過??；液空或液氮過冷器泄漏；污氮（或餾分）取出量過大；液空、液氮調(diào)節(jié)閥開度不當，下塔工況未調(diào)好。 （ 3）主冷換熱不良。主冷換熱面不足，或氮側(cè)有較多不凝性氣體，影響主冷的傳熱，使液氧的蒸發(fā)量減少。 （ 4）設(shè)備阻力增加。由于塔板、液空吸附器或過冷器堵塞，液空、液氮節(jié)流閥開度過小或被堵塞，將造成下塔壓力升高，進塔空氣量減小。當切換式換熱器凍結(jié)時，也將造成系統(tǒng)阻力增加，進塔空氣量自動減少。 （ 5）氧氣管道、容器存在泄漏。 ? 處理的方法，盡可能減少空氣損失，降低設(shè)備阻力，以增加空氣量；盡可能減少跑冷損失、熱交換不完全損失和漏損，減少膨脹空氣量。下面詳細從精餾角度分析一下調(diào)整產(chǎn)量的方法： ? 液面要穩(wěn)定。液氧液面穩(wěn)定標志著設(shè)備的冷量平衡。如果液面忽高忽低，調(diào)整純度就十分困難。合理調(diào)節(jié)膨脹量和液空、液氧調(diào)節(jié)閥開度，使液氧面穩(wěn)定。 ? 調(diào)節(jié)好液空、液氮純度。下塔精餾是上塔的基礎(chǔ)。液空、液氮取出量的變化，將影響到液空、液氮的純度，并影響到上塔精餾段的回流比。如果液氮取出量過小，雖然氮純度很高，但是，給精餾段提供的回流液過少，將使氮氣純度降低。此時，由于液空中的
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