空分装置分子筛系统讲义资料
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空分装置技术员工培训资料目录第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述二、空气的性质三、空气精馏的基本原理第二节工艺流程一、流程叙述二、工艺流程图第二章压缩第一节压缩机概述一压缩机的定义和分类二汽轮机的定义和分类第二节离心式压缩机及汽轮机的工作原理及结构一离心式压缩机工作原理及结构二汽轮机基本原理与结构第三节离心式压缩机及汽轮机运行有关概念一临界转速二旋转脱离与喘振三离心式压缩机的性能曲线、压缩机与管网联合工作第四节离心式压缩机组辅助系统一压缩机的段间冷却系统二汽轮机的凝汽系统三机组油系统四防喘振控制系统五汽轮机调速调压和保安系统六密封系统第五节离心式压缩机工况调节的几种方法一概述二几种调节方法介绍三各种调节方法比较第三章主要设备第一节净化与换热设备一、分子筛吸附器二、板翅式主换热器三、主冷凝蒸发器四、过冷器第二节精馏设备一、主精馏塔二、氩精馏塔第三节制冷设备膨胀机第四节压缩与输送设备一、空气压缩机二、增压机三、蒸汽透平四、低温泵第四章空分装置的消耗第一节原料空气第二节公用工程消耗和化学品消耗一、公用工程1、电耗2、水耗3、蒸汽消耗4、仪表空气5、解冻气二、化学品消耗液氨消耗第五章主要产品参数第一节产品规格一、一工况产品规格二、二工况产品规格第二节操作特点一、操作弹性二、操作特性第六章安全说明一、概述二、常见的安全事故三、空分区域内的危险性物质四、工作人员必须注意的安全问题第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述空气是一种取之不尽的天然资源,它由具有丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。
这些气体在空气中是均匀地相互混合在一起的,要将他们分离开来是比较困难的,为此近百年来,随着工业技术的发展,对空气的分离形成了三种技术方法:吸附法、膜分离法及低温法。
吸附法是一种利用分子筛对不同分子的选择吸附性能来达到最终分离目的的技术,该技术流程简单,操作方便,运行成本低,但一方面其获得高纯度产品较为困难,而且装置容量有限,所以该技术有其局限的应用范围。
空分装置和系统知识空分,简单地说,就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。
还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等。
一、空分设备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。
二、简单来说就是空分的系统流程包括:1、压缩系统2、预冷系统3、纯化系统4、换热系统5、产品送出系统6、膨胀制冷系统7、精馏塔系统8、液体泵系统9、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:(一)压缩系统有自洁式空气过滤器、汽轮机、空压机、增压机,仪表压缩机等。
(1)自洁式过滤器一般随着气量的增大,滤筒数增多,层数也越高,一般2.5万等级以上双层,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。
(2)汽轮机是高压蒸汽进行膨胀做功,带动同轴叶轮转动,从而实现进行对工质做功的型式。
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。
(4)空压机一般大型空分装置投资均为单轴等温型离心压缩机,进口较国产能耗低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。
空分装置简介洗涤剂化工厂空分车间由氮氧站和空压站布置成一个区域组成的气体车间,为生产装置和辅助系统提供需要的氮气、氧气、仪表风和工业风。
1.1.1装置简介氮氧站包括空分装置、液氧液氮储存、压氧、压氮系统,空分装置有两套KDON-800/1400空分设备(其中一套生产、另一套备用),该装置于1991年8月建成投产,装置设计生产能力为氮气1400Nm3/h,氧气800Nm3/h,该装置占地面积为20072 m2。
空分装置为开封空分设备厂开发研制的新型产品。
它采用常温分子筛吸附法净化空气,工艺流程简单,操作方便,运行安全平稳。
为了满足生产装置氧、氮的连续供气,装置内设置了液氧、液氮的储罐及气化系统。
为了保证全厂各用户需求,由压氧、压氮系统供应压缩氧气和压缩氮气,按设计值,提供给用户的氮气质量为含02≤8PPm,供给压力,产量1400 Nm3/h,提供的氧气质量为≥%,供给压力为 MPa,产量为800 Nm3/h。
空压站于1991年8月建成投产,设计可为全厂提供仪表风4000 Nm3/h,供给压力 MPa,仪表风露点为≤-40℃,工业风1080 Nm3/h,供给压力 MPa。
1.1.2工艺原理1.1.2.1 空分装置原理空气主要是由%的氮气和%的氧气及其它气体混合而成。
空气分离就是先使空气冷却到一定的低温,而使其液化成为液态空气。
再利用氧和氮两种液体的沸点不同(在大气压力下,氧的沸点为﹣183.98℃,而氮的沸点为﹣195.8℃),在装有筛板的空分塔内进行分离。
空分塔又称之为精馏塔。
空气精馏塔一般可分为单级精馏塔和双级精馏塔,单级精馏塔只能制取一种纯产品。
洗涤剂化工厂空分装置采用双级精馏塔制取高纯度的氮气和氧气。
氮气供全厂各用户,氧气供脂肪醇。
所谓精馏,就是同时并多次地运用部分蒸发与部分冷凝的过程。
压缩并经冷却到冷凝温度的液态空气进入精馏塔后,在塔内气化空气自下而上地穿过每块塔板与塔板上的液体接触,这样气体中的氧逐步冷凝到液体中去,而液体中的氮便蒸发到气体中去,每经过一块塔板,气体中的氮浓度便提高一次,这样经过多层塔板(只要塔板数足够多),在塔的上部便得到纯度为%以上的高纯度氮气,在塔底便可得到氧纯度(30~38%)较高的液体,称之为富氧空气。