空分设备及工艺介绍-54页文档资料

空分设备及深冷空分工艺流程资料空分设备简介空分设备是一种工业设备，主要用于将空气中的各种气体分离和纯化。

空分设备通常由空气压缩机、膜组或吸附剂、分离塔和再生设备等组成。

其中，空气压缩机是空分设备的核心设备，其将空气压缩到一定压力后，输送到分离塔中进行分离。

分离塔内的膜组或吸附剂通过对气体的选择性吸附或离子交换、分离等作用，将气体分离出来。

再生设备则用于将膜组或吸附剂的吸附物质去除，恢复其吸附能力。

深冷空分工艺流程简介深冷空分是一种常用的空分工艺，主要应用于产生液氧、液氮等工艺气体。

深冷空分利用低温下气体的液化性质，将空气中的各种气体通过不同的分离塔进行分离，并进行多级加工，最终得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。

深冷空分工艺流程主要包括以下几个步骤：1.空气的压缩：将空气通过压缩机进行压缩，提高空气的压力和温度。

2.空气的粗分离：空气经过初级分离塔，将空气中的主要气体成分分离出来，如氧气、氮气等。

3.精细分离：将粗分离的气体经过多级分离塔进行精细分离，分离出高纯度的氧气、氮气等。

4.排放废气：分离出的废气经过再生设备处理后排放。

5.液化：将分离出的气体通过多级冷却器进行冷却，使气体液化，得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。

空分设备的应用空分设备广泛应用于各种行业中，包括化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等。

其中，深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。

液氧、液氮等工艺气体的应用也广泛，包括火箭燃料、航空燃料、特种气体制备等领域。

空分设备及深冷空分工艺是一种应用广泛的工业设备和工艺。

它通过对气体的选择性分离，可以得到高纯度的工艺气体，广泛应用于化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等领域。

深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。

空分工艺及控制介绍一、空分工艺简介空分设备，顾名思义，就是将空气分离的装置。

其主体设备有：空压机、空冷塔、水冷塔、分子筛吸附器、分馏塔（膨胀机、增压机、换热器、主塔、氩塔）、氧压机和氮压机，它们的作用分别是：空压机：压缩空气。

空冷塔：冷却水、冷冻水两级制冷，使压缩空气冷却。

水冷塔：为空冷塔提供冷冻水。

分子筛：净化空气，除去空气中的乙炔、碳氢化合物、CO2等膨胀机、增压机：制冷。

分馏塔：使氧、氮、氩、液空分离。

氧压机：将产品氧气压缩成高压氧。

氮压机：将产品氮气压缩成高压氮。

按工艺可把一套空分流程分为空压机系统、预冷系统、纯化系统、膨胀机系统、换热系统、分馏系统、氩系统、氧压机系统、氮压机系统和调压系统这几部分（其中氩系统、氧压机、氮压机和调压系统根据行业和需求不同而有所取舍。

另外，袋式过滤器、液氧贮存有时也作为单独的流程图画面来监控）。

其流程示意图（主线）如下：过滤压缩冷却净化分馏空气空压机预冷系统纯化系统分馏塔系统氮气氮压机高压氮氧气氧压机高压氧氩气原料空气由吸入塔吸入，经滤清器去除灰尘和机械杂质，在空压机中被压缩至0.55Mpa、100℃左右，压缩空气经空冷塔洗涤冷却至8～10℃，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H2O、CO2和C2H2，出分子筛的空气经过滤器除去分子筛粉尘后分成三路：一路进入分馏塔中，空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度（－173℃）并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入主塔的下塔。

另一路空气作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热。

这部分空气被冷却后从主换热器中部抽出去膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内被从主冷引出经循环吸附器吸附的液氧冷却至液化温度，进入上塔中部，部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环，进一步除去液氧中的碳氢化合物。

第三部分少量空气去仪表空气系统，作为仪表气。

在下塔，空气被初步分离成氮和富氧液空，在塔顶获得99.99%N2的气氮，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮回下塔作为下塔的回流液，另一部分液氮，经过冷器过冷后分成两股，绝大部分节流后进入上塔顶部，作为回流液，少量去精氩塔顶冷凝器作为冷源。

空分设备是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备，广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。

简单来说就是空分的系统流程包括：•压缩系统•预冷系统•纯化系统•换热系统•产品送出系统•膨胀制冷系统•精馏塔系统•液体泵系统•产品压缩系统我们按照空分系统流程对设备进行一一介绍：有自洁式空气过滤器、汽轮机、空压机、增压机，仪表气压缩机等。

万等级以上双层，6万等级以上三层布置；一般单台压缩机需要单独布置过滤器，同时布置在上风口。

对工质做功的型式。

汽轮机一般常用的有三种形式：全凝、全背压和抽凝，较为常用的是抽凝。

产能耗低2%左右，投资高80%；空压机采用出口放空，不设置回流管路，一般有最小吸入流量防喘振要求，采用入口导叶进行流量调节，进口国产机组均是四级压缩三级冷却（末级不冷却）。

主空压机配备一套水洗系统，用以冲洗各级叶轮和蜗壳表面沉积物。

该系统随主机成套。

（5）增压机一般大型空分装置投资采用单轴等温型离心压缩机和齿轮式离心压缩机两种，其中齿轮式在能耗上占较大优势，尤其压比较大的工况。

（6）仪表气压缩机一般有三种形式：无油螺杆机，活塞式和离心式。

由于活塞式和离心式天然无油，所以不需要除油装置，只需要配套干燥装置（除水）和精密过滤器（除固体颗粒）即可；而螺杆机一般有有油和无油然后除油两种，喷油螺杆机需要设置除油装置，同时需要设置精度非常高的除油过滤器，以满足工艺要求，这种机型的优势是价格较便宜；无油螺杆采用干转子或者水润滑，这种机型优点是绝对不含油，缺点是价格较贵。

气量500Nm³/h以下适合选活塞式；气量在2000Nm³/h以下适合选螺杆机或活塞机；气量在2000Nm³/h以上即三种机型都可以选，气量大时离心式压缩机较有优势，其易损件较少，同时好维护，性价比较高。

仪表压缩机在开车时使用，正常运行后由分子筛纯化器后抽取。

空分工艺技术简述一、空分工艺技术概述❝空分装置主要是由空气过滤和压缩系统、氮气压缩系统、空气预冷系统、空气纯化系统、空气增压膨胀、带粗氩塔的分馏系统及液体贮存系统等部分组成。

❝空压站提供开工时装置的仪表空气、工厂空气。

❝正常状态下仪表空气、工厂空气由空分装置提供。

❝空分装置设计规模：❝--产品氧气8.5MPa 42000 Nm3/h❝--产品氧气0.45MPa 200 Nm3/h❝--中压氮气0.45MPa 11000 Nm3/h❝--高压氮气 6.0MPa 33000 Nm3/h❝--液氮0.5MPa(饱和) 350 Nm3/h❝--仪表空气0.7MPa 3000 Nm3/h❝--工厂空气0.7MPa 3500Nm3/h❝--事故氮气0.7MPa 300 Nm3/h❝装置的操作负荷70%-110%。

.二、空分工艺流程的作用❝空分装置为煤气化装置提供高压氧气、低压氮气；为合成氨装置提供低压氮气、液氮，为全厂提供合格的仪表空气和工厂空气。

同时把氮气加压为气化装置提供事故氮气，并为合成氨装置配氮提供气源。

❝开车工况下，空压站向空分和锅炉提供合格的仪表空气。

.三、空分装置特点❝采用内压缩空气膨胀流程。

❝空分装置采用液氧内压缩、空气膨胀流程，即采用增压空压机+液氧泵+空气增压透平膨胀机并通过换热器系统的合理组织来取代外压流程氧压机。

针对用氧压力高，装置规模大的特点，选择这一流程是最安全可靠的，同时也是经济合理的，其主要原因有：安全性好、可靠性高、操作维护方便、投资成本低、配置更合理、占地面积小。

四、空气的物理性质❝1．温度❝温度是描述空气冷热程度的物理量。

❝2．压力❝空气的压力就是当地的大气压，用符号p表示。

❝3．湿度❝空气湿度是指空气中含水蒸气量的多少。

❝4．比焓❝空气的焓值是指空气中含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓，工程上简称焓。

❝5．密度和比容❝空气的密度是指每立方米空气中干空气的质量与水蒸气的质量之和，用ρ表示，单位为kg/m3。

空分装置工艺流程及仪表简介一、10000NM3/h空分工艺流程及仪控系统1、工艺流程简图：2、空压机工作原理：空气经过滤器进入空透压缩机，进入叶轮的气体在叶轮的作用下，高速旋转产生离心力，在离心力的作用下气体被甩出，并获得很大的速度，在扩压器等元件中将速度能转化为压力能。

这样通过逐段的多级压缩，使气体达到规定的压力，送至空分系统。

3、空压机仪控系统：（1）、温度：8个轴温测量（TIAS1.10~TIAS1.17）8个进出口温度测量（TI1.1~TI1.2）（2）、压力：入口压力：PI1.1. 出口压力调节：PIC1.2.（3）、流量：出口空气流量：FI1.24、空气预冷系统及测量仪表组成：（1）、空冷塔的作用：进塔空气洗涤和冷却。

（2）、仪表控制：1空冷塔液位：LICAS101（700～900mm）。

2空冷塔出口空气压力：PIAS101(≤0.35Mpa报警≤0.30Mpa停车)。

3空冷塔出口空气温度：TIAS104－1－2(≥50℃报警≥55℃停车)。

5、板式换热器（可逆式换热器）的作用及仪表控制原理：（1）、作用：空气冷却和清除水分、二氧化碳。

（2）、仪表控制（切换系统）原理：工作原理：由十台切换阀及对应二位五通电磁阀组成两大组，DCS 输出控制信号，按照程序使阀门开关动作。

每三分钟切换空气进口和污氮气出口通道，达到清除管道内水份和二氧化碳的作用。

6、空分塔主要设备及作用：空分塔的作用，是为压缩岗位提供纯度≥99.2％的氧气和纯度≥99.99％的氮气。

（1）、分馏塔：包括上塔、下塔、付塔、冷凝蒸发器等。

主要作用为分离氧气、氮气。

仪表有液位、压力、阻力等测量。

（2）、液氧吸附器、液空吸附器：各两台。

主要作用是吸附液氧、液空中的乙炔（正常0.01ppm）及碳氢化合物。

仪表有压力和温度测量。

（3）、液化器：包括氧液化器、氮液化器、污氮液化器。

主要作用是通过换热使气体变成液体。

仪表主要测量各介质进出口温度。

空分设备工艺流程图的讲解Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!空气分离设备是一种用于分离空气中不同成分的设备，常用于工业生产中的氧氮制备以及气体纯化等领域。

其工艺流程经过多个步骤，包括压缩、冷却、吸附、脱附、分离等环节。

下面将详细介绍空气分离设备的工艺流程图及各个环节的作用。

第一步：压缩空气分离设备的工艺流程通常以压缩空气作为一个起点。

空气从自由状态被压缩成为高压气体，以便后续的分离步骤。

压缩后的空气通常包含了氮气、氧气、二氧化碳等成分。

1 工艺流程叙述:空气通过自洁式空气过滤器(F01)，除去大颗粒的尘埃和其它机械杂质后进入空气压缩机（C01）经过三级压缩和中间冷却器的冷却后，压力达到0.57-0.63 MPa(G)，温度130℃左右。

然后进入双级冷却的空冷塔（E07），先用来自凉水塔的冷却水冷却和清洗，再经来自氮水冷却塔（E60），温度为8℃的冷冻水进一步冷却和清洗，除去大量有害物质SO2、SO3等酸性物质及NH3，该低温水是在带混凝土外壳的氮水塔（E60）和冷冻机组（X60）中被冷却的。

系统启动时氮水塔（E60）所需降温气体来自E07少部分空气，对冷却水进行降温。

从空冷塔出来温度为 13～15℃的气体去由两台立式充满氧化铝和分子筛的纯化器（R01/R02），在交替使用的吸附器中除去空气中的H2O、CO2、碳氢化合物；当一只纯化器吸附时，另一只纯化器被来自冷箱的干燥污氮气再生。

出纯化器被净化后露点为＜-60 ℃的干燥空气分以下五部分进入后系统：第一部分空气直接进入冷箱在主换热器（E01）中与返流气体换热达到露点后，直接进入中压塔参与精馏。

第二部分空气被送入空气增压机（C05）经过五级压缩、五级冷却后增压到4.9MPaG后又分为两路，一路进入主换热器被冷却到适当的温度(-101.6～ -110℃左右)后经膨胀增压机的膨胀端膨胀降温后与第一路从纯化器来的空气会合送入中压塔K01。

另一路经增压膨胀机的增压端增压，经后冷却器冷却后，在主换热器中与液体产品换热被冷却液化，并经一高压节流阀（FV1532）节流，在气液分离罐（V03）中分离后进入中压塔和低压塔。

同时从增压机(C05)一级后抽出压力为0.9MPaG的压力空气作为仪表空气进入仪表空气管网。

第三部分空气进入加温解冻系统作为加温解冻气。

第四部分空气作为空分自用仪表空气送入仪表空气管网。

第五部分空气经减压后去吸附器(R01/R02)再生管网作为启动时的再生空气。

出中压塔物料：进入中压塔(K01)的空气经过初步的精馏，在塔的上部产生纯度≥99.99﹪的纯氮气，在底部产生纯度为 32-38﹪富氧液空。

空分装置系统划分所谓空分，就是将空气深度冷却至液态，由于液空其组分沸点各不相同，逐步分离出氧、氮、氩等等。

空分装置大体可分以下几个系统：1、空气过滤系统过滤空气中的机械杂质，主要设备有自洁式空气过滤器。

2、空气压缩系统将空气进行预压缩，主要设备有汽轮机、增压机、空压机等。

3、空气预冷及纯化系统将压缩空气进行初步冷却，并去除压缩空气中的水分和二氧化碳等杂质，主要设备有空冷塔、水冷塔、分子筛纯化器、冷却水泵、冷冻水泵等。

4、分馏塔系统将净化的压缩空气深度冷却，再逐级分馏出氧气、氮气、氩气等，主要设备有透平膨胀机、冷箱(内含主塔、主冷、主还、过冷器、粗氩塔、液氧泵、液体泵等)5、贮存汽化系统将分馏出的液氧、液氮、液氩进行贮存、汽化、灌充，主要设备有低温液体贮槽、汽化器、充瓶泵、灌充台等。

空气冷却塔结构工作原理空冷塔（Φ4300×26895×16），主要外部有塔体材质碳钢，内部有2层填料聚丙烯鲍尔环，并对应2层布水器。

其作用是对从空压机出来的空气进行预冷。

空气由塔底进入，塔顶出去，冷冻水从塔顶进入，塔顶出去，在这样一个工程中，冷冻水和空气在塔内，经布水器填料的作用充分的接触进行换热，把空气的温度降低。

水冷却塔的结构及工作原理水冷却塔（规格Φ4200×16600×12），主要外部有塔体材质碳钢，内部有一层聚丙烯鲍尔环填料，对应一根布水管；一层不锈钢规整填料。

其作用式把从冷却水进行降温，生成冷冻水供给空冷塔。

基本原理和空冷塔一样，从冷箱出来的温度较低的污氮气，进入水冷塔下部，在水冷塔内部经填料与从上部来的冷却水充分接触换热后排出，在此过程中冷却水生成冷冻水。

分子筛结构以及原理，其再生过程原理吸附空气中的水份、CO2、乙炔等碳氢化合物，使进入空气纯净结构：卧式圆筒体、内设支承栅架、以承托分子筛吸附剂使用：空气经过分子筛床层时，将水份、CO2、乙炔等碳氢化合物吸附，净化后的空气CO2含量<1ppm；在再生周期中，先被高温干燥气体反向再生后，再被常温干燥气体冷却到常温，两分子筛成队交替使用。

空分装置工艺流程及仪表简介一、10000NM3/h空分工艺流程及仪控系统1、工艺流程简图：2、空压机工作原理：空气经过滤器进入空透压缩机，进入叶轮的气体在叶轮的作用下，高速旋转产生离心力，在离心力的作用下气体被甩出，并获得很大的速度，在扩压器等元件中将速度能转化为压力能。

这样通过逐段的多级压缩，使气体达到规定的压力，送至空分系统。

3、空压机仪控系统：（1）、温度：8个轴温测量（TIAS1.10~TIAS1.17）8个进出口温度测量（TI1.1~TI1.2）（2）、压力：入口压力：PI1.1. 出口压力调节：PIC1.2.（3）、流量：出口空气流量：FI1.24、空气预冷系统及测量仪表组成：（1）、空冷塔的作用：进塔空气洗涤和冷却。

（2）、仪表控制：1空冷塔液位：LICAS101（700～900mm）。

2空冷塔出口空气压力：PIAS101(≤0.35Mpa报警≤0.30Mpa停车)。

3空冷塔出口空气温度：TIAS104－1－2(≥50℃报警≥55℃停车)。

5、板式换热器（可逆式换热器）的作用及仪表控制原理：（1）、作用：空气冷却和清除水分、二氧化碳。

（2）、仪表控制（切换系统）原理：工作原理：由十台切换阀及对应二位五通电磁阀组成两大组，DCS 输出控制信号，按照程序使阀门开关动作。

每三分钟切换空气进口和污氮气出口通道，达到清除管道内水份和二氧化碳的作用。

6、空分塔主要设备及作用：空分塔的作用，是为压缩岗位提供纯度≥99.2％的氧气和纯度≥99.99％的氮气。

（1）、分馏塔：包括上塔、下塔、付塔、冷凝蒸发器等。

主要作用为分离氧气、氮气。

仪表有液位、压力、阻力等测量。

（2）、液氧吸附器、液空吸附器：各两台。

主要作用是吸附液氧、液空中的乙炔（正常0.01ppm）及碳氢化合物。

仪表有压力和温度测量。

（3）、液化器：包括氧液化器、氮液化器、污氮液化器。

主要作用是通过换热使气体变成液体。

仪表主要测量各介质进出口温度。

空分学习资料⼀、空分⼯艺概述：1、⼯作原理空分设备的⼯作原理是根据空⽓中各组分沸点不同，经加压、预冷、纯化并利⽤⼤部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进⾏精馏从⽽获得所需的氧、氮产品。

装置的⼯作包括下列过程：⑴空⽓的过滤和压缩⑵空⽓中⽔份和⼆氧化碳的消除⑶空⽓被冷却到液化温度⑷冷量的制取⑸液化⑹精馏⑺危险杂质的排除1.1 空⽓的过滤和压缩⼤⽓中的空⽓先经过空⽓过滤器过滤其灰尘等机械杂质，然后在空⽓透平压缩机中被压缩到所需的压⼒，由中间冷却器提供级间冷却，压缩产⽣的热量被冷却⽔带⾛。

1.2 空⽓中⽔份和⼆氧化碳的清除加⼯空⽓中的⽔份和⼆氧化碳若进⼊空分设备的低温区后，会形成冰和⼲冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的⼩孔，因⽽配⽤分⼦筛吸附器来予先清除空⽓中的⽔份和⼆氧化碳，进⼊分⼦筛吸附器的空⽓温度约为10℃。

分⼦筛吸附器成对切换使⽤，⼀只⼯作时另⼀只在再⽣。

1.3 空⽓被冷却到液化温度空⽓的冷却是在主换热器中进⾏的，在其中空⽓被来⾃精馏塔的返流⽓体冷却到接近液化温度。

与此同时，低温返流⽓体被复热。

1.4 冷量的制取由于绝热损失、换热器的复热不⾜损失和冷箱中向外直接排放低温流体，分馏塔所需的冷量是由空⽓在膨胀机中等熵膨胀和等温节流效应⽽获得的。

1.5 液化在起动阶段，加⼯空⽓在主换热器和过冷器中与返流低温⽓体换热⽽被部分液化，在正常运⾏中，氮⽓和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进⾏的，由于两种流体压⼒的不同，氮⽓被液化⽽液氧被蒸发，氮⽓和液氧分别由下塔和上塔供给，这是保证上、下塔精馏过程的进⾏所必需具备的条件（注：起动时，⼤部分⽓体也是在主冷中被冷却⾄液化温度⽽被液化的）。

1.6 精馏空⽓中主要组份的物理特性如下表1.1和表1.2表1.1表2.2空⽓中99.04%是氧⽓和氮⽓，0.932%是氩⽓，它们基本不变。

氢、⼆氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在⼀定范围内变化，空⽓中的⽔蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响⽽变化较⼤。