【正文】 ，使上塔更穩(wěn)定 （法） 注 意：膨脹氣進(jìn)上塔，對上塔影響很大。 （1）減少膨脹氣量，對精餾有利，氧提取率↑，所需塔板數(shù)也少。 但：系統(tǒng)跑冷大→膨脹量必然大。復(fù)熱不足（傳熱溫度大）→膨脹量必然大。 （2）提高膨脹進(jìn)口溫度，制冷量會增加，“高溫高焓降”，但其出口溫度必須與上塔溫度相適應(yīng)。制冷量調(diào)節(jié)： （1）調(diào)節(jié)膨脹空氣量（效率不變，焓降不變）（a） 噴咀分組，每組由閥門控制：25%、50%、75%、100%（b） 轉(zhuǎn)動葉片傾角，改變流體通道面積 20~25%范圍（c） 多臺膨脹機(jī)，分別控制開啟停止。（d） 機(jī)前調(diào)節(jié)閥（e） 風(fēng)機(jī)制動時，用風(fēng)機(jī)氣量改變透平轉(zhuǎn)速。（2）調(diào)節(jié)入口氣流溫度（方便，但改變了機(jī)效率）（a） 改變環(huán)流氣量，（環(huán)流氣+下塔經(jīng)過液化的旁通氣混合）（b） 改變機(jī)前換熱器的污氮氣量（冷源氣）流程組織： （1）低壓流程中，膨脹氣體來自下塔，膨脹后進(jìn)上塔或排出冷箱空氣膨脹：進(jìn)上塔，如不進(jìn)上塔，氧氣提不了，降低氧提取率。氮氣膨脹：排出系統(tǒng) （2）上塔精餾工況：氣液比（）大→傳熱、傳質(zhì)動力大不可逆損失大，系統(tǒng)效率低考慮使上塔↓→ （a）空氣膨脹：下塔冷凝液少，進(jìn)入上塔的液體量少膨脹后空氣進(jìn)上塔——拉赫曼氣體 （b）氮氣膨脹：下塔冷凝液少，進(jìn)上塔的液體量少兩種氣體膨脹的簡單流程圖（3）制冷系統(tǒng)與精餾系統(tǒng)相結(jié)合小型裝置：空氣膨脹大型裝置：氮氣膨脹——①上塔縮小；②膨脹后氣體溫度對精餾影響小；③制冷量大④膨脹機(jī)更安全可靠；⑤改變膨脹量時，對氧提取率影響大。膨脹氣量以及汽液比對精餾的影響 汽液比↑——塔板數(shù)↓ ①塔板一定時，↓——產(chǎn)品純度↓——氧提取率↓——能耗↑ ②產(chǎn)品純度一定時，↓——塔板數(shù)↑——阻力↑——能耗↑所以膨脹量：影響制冷量，15~25%占加工空氣量的比例，影響精餾工況，環(huán)流氣入上塔空氣量。三、中壓流程制冷系統(tǒng)圖（1）參數(shù)選擇：（a）高壓壓力高壓壓力↑——節(jié)流制冷占比例大，膨脹量↓壓力↓——膨脹量大，節(jié)流氣量?。O限是第Ⅱ換熱器要正常工作，不出現(xiàn)負(fù)溫差）必須滿足熱平衡（制冷量）與第Ⅱ換熱器的正常工作 （b）膨脹前溫度第四節(jié) 精餾系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)組織一、精餾系統(tǒng)組成：上塔、下塔、冷凝蒸發(fā)器（主冷）、節(jié)流閥（1）保證產(chǎn)品純度①進(jìn)料與抽口的質(zhì)量，影響精餾工況及塔板效率②餾分抽取 提高純度，如取氬③加輔塔 如高純氮輔塔（2）產(chǎn)品產(chǎn)量與純度雙方面要求①單高產(chǎn)品：②雙高產(chǎn)品：加輔塔，得到高純氮，上塔總的塔板數(shù)增加，阻力增加，（產(chǎn)量相等）但能耗增加。外設(shè)純氮塔，上塔的塔板數(shù)不增加，但僅保證純度，在純氮塔中保證氮純度，但的產(chǎn)量小。③ 雙種氧產(chǎn)品（工業(yè)氧+工藝氧）：如果工業(yè)氧量較小，也可在上塔底部多幾塊塔板，但阻力加大。外設(shè)工業(yè)氧塔，進(jìn)一步提純。二、換熱系統(tǒng)工藝流程的需要，改善流程工況，合理分配與傳遞冷量主換熱器，切換式，非切換式（分子篩流程）多采用板翅式，多股流體換熱，使空氣冷到飽和狀態(tài)（略高1~）主冷（冷凝蒸發(fā)器）液氧與氣氮換熱，聯(lián)系上下塔 雙側(cè)相變 其性能對塔工況影響很大 上下塔壓力及純度以及液體深度對主冷換熱有影響過冷器，液空、液氧、液氮三種①使進(jìn)上塔的組分氣化率，降低保證上塔的回流液量；②冷量回收 ③產(chǎn)品氣升溫，使主換冷端溫差減小。液化器：下塔的氣體受上塔氣體的冷卻而液化，污氮液化器，也有純氮液化器或純氧液化器 ①啟動階段為下塔積蓄液體②膨脹空氣進(jìn)上塔帶進(jìn)大量熱（過熱，跑冷）要求進(jìn)下塔空氣帶濕；③冷量分配與調(diào)節(jié)，從主換→上下塔間換熱及恒溫作用。膨脹換熱器：控制膨脹前入口溫度，減小出口過熱度。氮水預(yù)冷器：污氮氣冷卻壓縮空氣。第五節(jié) 工藝流程設(shè)計一、工藝流程擬定工藝流程使機(jī)器、設(shè)備、管路、閥門有機(jī)的連接在一起。根據(jù)產(chǎn)品種類、純度、數(shù)量要求而定綜合考慮技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、實用性、以氣體液化與空氣分離理論為依據(jù)（1）小型氣液產(chǎn)品裝備，海蘭德循環(huán)，節(jié)流+高壓膨脹制冷（2）中小型，中壓 克勞特循環(huán)，主要以中壓膨脹制冷（3）中大型，低壓 卡皮查循環(huán)，主要以絕熱膨脹制冷能耗隨規(guī)模增加或減少，能耗指標(biāo)指生產(chǎn)1氣體的值，如果生產(chǎn)液態(tài)產(chǎn)品則另加的能耗，4300~5300方法：（1）變工況：在低壓流轉(zhuǎn)中，增加膨脹量（8%） 但代價是膨脹后的氣體排出，使氧提取率↓。 （2）增加外部液化循環(huán)（中壓），附加制冷系統(tǒng)等 （3）利用其它冷源，如LNG二、設(shè)計程序及參數(shù)確定設(shè)計計算的目的：確定流程工作參數(shù)，工作介質(zhì)流量，各種單元設(shè)備熱負(fù)荷。依據(jù)：質(zhì)量守恒定律——物料平衡（組分平衡） 能量守恒定律——熱平衡程序步驟：①原始參數(shù)的選擇②各狀態(tài)點參數(shù)③流量、總流量各部分流量④膨脹量，實際系統(tǒng)的冷量平衡⑤各單元設(shè)備的流量，進(jìn)出口參數(shù)及熱負(fù)荷⑥經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計計算參數(shù)包括：①產(chǎn)品產(chǎn)量及純度，設(shè)計書給定②冷損及分配，流阻，物流損失，機(jī)器效率，經(jīng)驗選取與實際吻合③壓力、溫度、溫差等，按優(yōu)化原則選。①產(chǎn)品純度：產(chǎn)品設(shè)計要求已定，但液空的純度根據(jù)產(chǎn)品類型定。 高純氮產(chǎn)品時，液空的氧量低些（36~38%），高純氧產(chǎn)品時，液空中應(yīng)高些（38~42%）②冷損：設(shè)備越大，單位冷損越小，與溫度水平有關(guān)，設(shè)備大小有關(guān)③溫度及溫差：空氣進(jìn)系統(tǒng)（303k），中抽純度（180~143k），膨脹前純度（123k），主換熱端溫差（3k），主冷換熱（1~2k）④物流損失：4~6%⑤機(jī)器效率：T Expander 75~80%， Compressor: 60~70%⑥主冷液氧液位，80~100%。三、計算步驟：確定塔內(nèi)的壓力及對應(yīng)溫度。 上塔頂部→上塔底部→下塔頂部→下塔底部→壓縮機(jī)出口物料及各主要組分的流量 物料平衡：進(jìn)氣=產(chǎn)品氣之和 組分平衡：通常以氮組分平衡 氧提取率：膨脹氣量，熱平衡：產(chǎn)冷：（等溫節(jié)流效應(yīng)） （膨脹機(jī)產(chǎn)冷） 冷損：復(fù)熱不足（溫差傳熱） 跑冷 液氧泵的功變熱 液氧產(chǎn)品帶出各段設(shè)備熱平衡（物料平衡+熱量平衡）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：加工空氣量， 壓縮機(jī)排氣量=加工空氣量+物流損失 氧提取率，單位能耗。第七節(jié) 安全與防爆（1）主要部位：主冷，有蒸發(fā)現(xiàn)象，可燃物料積聚。（2）爆炸條件：a、可燃物質(zhì)的積累 b、有氧的助燃 c、有引爆源（機(jī)械摩擦與撞擊、靜電等）（3）爆炸危險雜質(zhì)：可燃雜質(zhì)——碳?xì)浠衔? 不可燃雜質(zhì)——臭氧、氮氧化合物（4）來源：原料空氣，壓縮機(jī)油的高溫裂解。（5）防爆措施：液空吸附器：硅胺吸——乙炔，其它碳?xì)浠衔?，分子篩吸附時，可不設(shè)。 液氧吸附器：液氧泵循環(huán) 液氧自循環(huán) 排放液氧：~1%第八節(jié) 自動調(diào)節(jié)一、壓縮機(jī)：流量穩(wěn)定或壓力穩(wěn)定，防喘振（與流量或臨界值） （離心機(jī)）（調(diào)壓力） （調(diào)流量） （回流或旁通）二、可逆式（切換式）換熱器： 自動切換 中部溫度調(diào)節(jié)三、 分離設(shè)備（1）下塔（保證下塔的氣液比）四、 膨脹機(jī)（透平） 穩(wěn)定可靠很重要工作端：流量調(diào)節(jié)：控制冷量的要求，控制薄膜閥開度 安全保護(hù)：風(fēng)機(jī)端：流量調(diào)節(jié)：控制轉(zhuǎn)速 安全保護(hù)：超速，斷電時——全開。第八章 氬的提取氬：隋性、高密度、低熱導(dǎo)。主要用于焊接時作為保護(hù)氣體。主要提取方法：①精餾法，利用沸點差分離，a、—；b、—②吸附法，—③催化反應(yīng)法 — 加氫 ()存在形式：處于—之間，空分塔中抽餾分主要是