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空分知识问答

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空分车间技术比武题1、空分设备的型号及意义？（10分）空分设备（变型设计顺序号，以阿拉伯数字表示）主要产品产量：1.气态产品以M3/h为单位;2.液态产品以L/h为单位，数字后面加“Y”字母;3.有多种产品时，以氧气/氮气产量表示。

移动式产品附加特点：Ｄ－移动（ＤＯＮＧ）式主要产品介质化学元素符号：氧（Ｏ）、氮（Ｎ）设备流程、结构特点：Ｄ－低压；Ｇ－高压；Ｚ－中压；ＧＤ－高低压；Ｌ－带回热式制冷机;Ｋ—空气分离设备ＫＤＯＮ－8000／15000表示：Ｋ－空气分离设备；Ｄ－低压；ＯＮ－氧氮产品；8000－氧产量M3/h；15000－氮产量M3/h2、什么是温度？什么是温标？常用的温标有哪几种？换算关系？（10分）答：温度可以表示物质的冷、热程度。

从分子运动论的观点看，温度是物质分子热运动平均动能的度量，温度越高，分子热运动的平均动能就越大。

温标就是衡量物质温度的标尺。

常用的温标有3种：1）摄氏温标℃；2）华氏温标oF ；3）热力学温标,K。

ｔ（℃）＝T－273.16；ｔ（℃）＝5/9(F-32)；T(K)＝ｔ＋273.16；F(F)=9 t/5+323、如何防止空冷塔带水？（10分）答：发生空冷塔带水的主要原因有两方面：一方面是本身设备原因。

另一方面属操作问题。

操作中以预防为主，检查液位自调联锁、阀门动作、现场液位与中控显示液位比较，冬季防止液位计中水冻结等。

系统调整时要注意缓慢进行，防止空气压力波动太大。

4、什么叫分子筛？主要有哪几种？有什么特性？（10分）答:分子筛是晶体铝硅酸盐，有天然和人工合成两种。

（3分）分子筛种类主要有A型、X型和Y型三类，而每一类型按其阳离子的不同，孔径不同又可细分。

（3分）分子筛为多孔结构，内部微孔空穴占其总体积的50％左右，当气体通过时，分子筛能把小于空穴的分子吸附进入微孔内，把大于微孔直径的分子挡在孔外，起到筛分分子的作用。

主要特性有：1) 吸附力极强，选择吸附性能好。

（1分）2) 干燥度好，对高温，高速气流都有良好的干燥能力，但湿度较大时，效果不如铝胶好。

3) 稳定性好，使用寿命长。

（1分）4) 对水分的吸附能力最高，其次是乙炔和二氧化碳。

（1分）5、吸附剂吸附容量与哪些因素有关？（10分）答：影响吸附容量的因素较多，主要有：1) 与吸附过程的温度和被吸组分的分压有关：在相同的被吸组分的分压力（或者说浓度）下，吸附容量随温度升高而减小；而在相同的温度下，吸附容量随被吸组分分压（或浓度）的增大而增加。

然而，当分压增加到一定程度后，吸附容量基本与分压无关。

操作中应尽可能在设计要求下降低吸附过程的温度；（5分）2) 与气体的流速有关：流速越高，气体与吸附剂接触时间短，动吸附容量降低，吸附效果差。

（5分）6、在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来液化氮？（10分）答:在相同压力下，氮的液化温度比氧低，因此氧是不可能来液化氮的，但液化温度随压力的升高，氮在0.6MPa(a)的液化温度是-177℃，而氧在0.15 MPa(a)下的沸腾温度为-180℃，这时氧的汽化温度低于下塔氮的液化温度，所以用液氧来使气氮冷凝成液氮。

7、膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关？（10分）答：1）进、出口压力一定时，机前温度越高，单位制冷量越大。

2）当机前温度和机后压力一定时，机前压力越低使膨胀机内压降越小，则单位制冷量越小。

3）膨胀后压力降低，则膨胀机内压降越大，单位制冷量越大。

4）膨胀量越大，总制冷量越大。

（2分）5）膨胀机绝热效率越高，制冷量越大。

（2分）8、透平膨胀机是怎样工作的？怎样产生冷量？（10分）答:透平膨胀机是一种旋转式制冷机械，它是由蜗壳、导流器、工作轮等部分组成。

当具有一定压力的气体进入蜗壳后，被分配到导流器中，导流器上装有可调的喷嘴叶片。

气体在喷嘴中将内部的能量转换成流动的动能，压力、焓降低，流速可增高200m/s左右，当高速气流冲到叶轮的叶片上时，推动叶轮旋转，将动能转化为机械能，通过转子的轴驱动增压器对外做功。

（6分）从整个过程看，气体压力降低是一个膨胀过程，同时对外输出的功是靠消耗内部的能量来实现，表现为温度降低，焓值减小，即从气体内部取走一部分能量，就是通常所说的制冷量。

9、空分装置的冷量消耗在什么地方？（10分）答：1）热交换不完全损失；（3分）2）跑冷损失。

环境温度高于冷箱温度，造成热量传入冷箱；3）液氧、液氮、液氩产品生产所需冷量；（2分）4）其他损失，冷箱内气体的吹除等。

（2分）10、什么是康诺瓦洛夫第一定律？（10分）答：由两种具有不同饱和蒸气压的纯液体所组成的二元溶液，其气相组成与液相浓度并不相同，对于具有较高蒸气压的组分，它在气相中的组分大于它在液相中的组分。

11、什么叫再生？再生有哪些方法？（10分）答：再生就是吸附的逆过程。

由于吸附剂吸饱被吸组分以后，就失去了吸附能力。

必须采取一定的措施，将被吸组分从吸附剂表面赶走，恢复吸附剂的吸附能力，这就是“再生”。

再生的方法有两种：一是利用吸附剂高温时吸附容量降低的原理，把加温气体通入吸附剂层，使吸附剂温度升高，被吸组分解吸，然后被加温气体带出吸附器。

另一种再生方法叫降压再生或压力交变再生。

（5分）12、膨胀机调节主要有哪几种方法?（10分）答:膨胀机调节主要有:1)机前节流，通过降低机前空气压力,减少制冷量；（4分）2)可调喷嘴，通过改变膨胀量,而不改变压力；（3分）3)调节转速，通过调整增压面负荷改变膨胀机转速。

（3分）13、膨胀机前压力过低的原因是什么？（10分）答：膨胀机前压力过低主要是机前过滤器堵塞：（3分）1）分子筛粉末堵塞过滤器；（2分）2）开车前干燥不好，水分没有去除，冻结在过滤器上；（3分）3）二氧化碳堵塞。

（2分）14、在排放低温液体时应注意什么？（10分）答：空分装置中低温液体通过管道排放到喷射蒸发器内。

在排放时，周围严禁动火。

低温液体与皮肤接触将造成严重冻伤。

轻者皮肤形成水泡、红肿、疼痛；重者将冻坏内部组织和骨关节，所以在排放时应避免用手触及液体，必要时应戴上干燥的棉制手套，以防溅伤。

15、空分设备的试压和检漏如何进行？（10分）答：试压和检漏都是空分设备的气密性检查。

其目的是考查安装、配管和焊接质量。

（2分）空分设备的试压有两种：1）强度试压，考验设备安全性，一般是单体设备在制造厂或设备运抵现场后在安装前进行。

2）气密性试验，目的是查漏。

气密性试验的压力等级与试验方法因所试的对象而不同，应按制造厂的技术文件规定进行。

一般空分设备安装后要进行全系统试压并计算残留率。

残留率要求要95%以上为合格。

（4分）16、分子筛吸附净化时，为保证装置的安全运行，在操作中应注意什么问题？（10分）答：1）分子筛吸附器应处于良好的工作状态，解吸再生完全，床层充实平整，无短路气流通过；（2分）2）保持主冷液氧有一定的排放量（一般不少于产品氧量的1%）；（2分）3）保持主冷液位的稳定。

全浸操作的主冷，液位不得降到全浸位置以下；（2分）3）设有液氧保安吸附器的，应保持吸附器的正常工作和再生；4）注意监视主冷液氧中碳氢化合物的含量，超过规定时应采取相应措施。

（2分）17、为什么空气冷却塔启动时要求先充气，后开水泵？（10分）答：空气冷却塔投入使用时都要求先导气，后启动水泵。

这是防止空气带水的一种措施。

因为充气前塔内空气的压力为大气压力，当把0.5MPa的高压空气导入塔内时，由于容积扩大，压力会突然降低，气流速度急剧增加，它的冲击、挟带作用很强。

这时如果冷却水已经喷淋，则空气出冷却塔时极易带水，所以要求塔内先充气，待压力升高、气流稳定后再启动水泵。

再则，如果先开水泵容易使空气冷却塔内水位过高，甚至超过空气入口管的标高，使空压机出口管路阻力增大，引起透平空压机喘振。

（4分）18、液体排放阀打开后为什么关不上？（10分）答：液空、液氧中的乙炔含量每天都需要分析，因此每天都得操作液空、液氧排放阀。

往往出现当打开阀门时很轻松，而关闭时很困难，有时甚至一点也关不动。

这主要是因为阀门填料函处有水分。

当排放液体时，温度下降就产生冻结。

为了防止这种情况，在排放液体初期应不断地转动阀门，不致使阀杆冻住。

如果已发生了冻结现象，可用蒸汽加热填料函，然后再关闭。

19、全低压制氧机上塔超压是由哪些原因造成的，应如何处理？答：造成全低压制氧机上塔压力突然升高的主要原因有：污氮切换阀打不开，上塔气体排出量突然减少；或自动阀发生故障，大量正流空气窜入污氮通道所引起的。

（5分）处理方法如下：碰到上塔表压力超过0.08MPa，而上塔安全阀未动作或安全阀跳开后仍然不能消除时，应迅速打开上塔紧急放空阀，并开大氧、氮送出阀。

若上塔压力还降不下来，应紧急停止膨胀机运转，切断膨胀机进气，并关闭进塔空气阀或手动强制阀，切断进塔空气。

并及时与空压机岗位联系，打开空压机放空阀，降低压力，防止空压机超压。

然后查明原因，消除故障后再启动。

（5分）20、压力表测量的压力是气体的真正压力吗？（10分）答：用压力表测得的压力数值反映了气体压力的高低，但它的读数是表示气体压力与周围大气压的差值，所以不是气体的真正压力。

气体的真正压力叫绝对压力，绝对压力比大气压高出的数值叫表压力，即压力表的读数；绝对压力比大气压低时差值叫真空度。

21、什么是吸附过程的转效时间？（10分）答：气体通过吸附器内吸附层时，是分层吸附的，吸附区域随吸附时间沿气流方向逐步扩大，在某一时刻流出气体中被吸附组分浓度出现显著增加，此时距气体刚接触吸附剂的时间为转效时间。

22、再生时吸附器为什么出口温度先下降，然后才逐渐升高？（10分）答：加热后再生气进入吸附器，首先加热吸附剂和吸附容器，所以温度下降很多，随着吸附剂解析开始，需要吸收热量（解析热），导致干燥气热量被吸收，出口温度降低，随解析的进行，所需解析热减少，所以吸附干燥气的出口温度又逐步升高。

23、为什么吸附器再生后要进行冷吹才能投入使用？（10分）答：首先，再生后吸附剂温度很高，已没有吸附能力，只有将它冷吹后温度降到正常工作温度才能为再次吸附做好准备。

（5分）其次，冷吹时把吸附剂的热量往出口赶，出口温度在冷吹之初将进一步提高，使吸附剂进一步再生。

因此，冷吹之初也是再生的继续。

（5分）24、什么叫节流？（10分）答：当气体或液体在管道中流过一个缩孔或阀门受到阻碍时，流体在阀门处产生漩涡碰撞、摩擦等阻力。

流体要流过这个阀门，必须克服阻力，表现为阀门后的压力比阀门前的压力要低得多。

由于流动遇到局部阻力而造成流体的压力有较大降落的过程，通常称为节流。

25、节流降温的大小与哪些因素有关？（10分）答：节流的目的一般是为了获得低温，因此希望温降的效果越大越好，影响节流降温效果的因素有：1) 节流前温度越低，降温程度越大。

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空分技术问题解答_三则_

空分技术问题解答_三则_

从空分原理上看 , 小型制氧设备的单位跑冷损 失与空分加工空气量成反比 , 装置愈小跑冷损失愈 大 。对生产气态产品的空分设备而言 , 装置的冷损 主要由主换热器热端的复热不足冷损 (存在热端温 差) 和装置的跑冷损失决定的 。
根据装置冷平衡原理 , 低压流程的等温节流效 应产冷仅占总冷量的 10 %多 , 而 80 %多冷量是靠 透平膨胀机产生的 。例如一套 170m3 / h 低压制氧设 备的膨胀量占 25 %左右的加工空气量 。这些空气 是否能全量送进上塔呢 ? 根据低压流程入上塔膨胀 量的拉赫曼原理 , 从上塔精馏角度看 , 入上塔膨胀 量有个最佳值 , 超过这个值上塔污氮纯度明显下 降 。为了保持精馏塔的提取率 , 宁可旁通并放掉一 部分膨胀空气 , 但这样会使分馏塔的提取率下降 。 为了尽量使膨胀空气少放掉 , 可以采用部分加工空 气增压膨胀的措施 (增加膨胀焓降) 来减少膨胀 量 、或适当提高膨胀机进口温度或进口压力来减少 膨胀量 , 提高污氮纯度 , 提高氧的提取率 。
因为制氧能耗 (指气氧设备) 主要取决于操作 压力 , 另外与氧提取率成反比 , 其他因素如气温 、 海拔高度 , 主换热器的热端温差 、冷箱的跑冷损失 也与之有关系 。在我国 , 一般地区海拔不高 、环境 温度也不特别高 , 普遍采用板翅式换热器 , 冷箱密 封较好 。只要制氧设备操作压力降低 , 氧的提取率 下降不多 , 制氧电耗就会下降 。
而且 , 全低压流程采用二级无润滑空压机 , 操 作维护简单 , 又采用回热器 , 有的采用氮水预冷系
统或空气全封闭的制冷压缩机的预冷机组 , 使机组 性能更好 。
目前虽然全低压小型制氧设备存在起动时间稍 长和有些缺电的地方重新启动时间长等特点 , 但总 的来说 , 在小型制氧设备上采用全低流程是一大技 术进步 。
空分简答题题库

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空分简答题题库1.什么是液氧内压缩流程，有什么特点?液氧内压缩流程是从冷凝蒸发器抽出液氧产品，经液氧泵压缩到所需的压力，再经换热器复热，气化后供给用户。

它是在冷箱内压缩到所需压力的。

特点：（1）不用氧压机。

液氧泵体积小，结构简单，消耗功率小。

（2）液氧压缩比气氧压缩较安全。

（3）由于不断有大量液氧从主冷中排出，碳氢化合物不易在主冷中浓缩，有利于设备的安全运转。

（4）由于液氧复热，气化时的压力高，换热器的氧通道须承受高压，因此，换热器的成本将增加，而且，在设计时要考虑换热气的强度的安全性。

（5）液氧气化时冷量充足，换热器热端温差较大，即冷损较大，为保持冷量平衡，要求空压机压力较高，空压机的能耗将增加。

2.为什么精馏塔要设置过冷器？空气在下塔经精馏后产生的液空，液氮，污液氮通过节流阀供给上塔作为精馏所需的回流液。

处于饱和状态的液体经过节流阀时，部分液体将会气化。

节流的气化率与节流前后的压力，组分及过冷度有关。

通常未过冷的液体节流后气化率可达15％－20％，这将使上塔的回流液减少，对上塔精馏不利，为减少节流气化率，因而设置了过冷器。

另一方面，低温污氮气经过过冷器后温度升高，可减少主换热端温差，减少冷损。

此外，过冷器还起到调配冷量的作用，它使一部分冷量又返回上塔，因此，空气带入下塔的能量升高，使冷凝蒸发器的热负荷增加，对上塔精馏有利。

3.为什么空分设备运行时要向冷箱内充污氮气？（1）空分设备的冷箱内充满了保温材料，保温材料的间隙之间充满了空气。

设备运行时，冷箱内的设备处于低温状态，保温材料的温度也降低。

由于内部的气体体积减小，冷箱内将会形成负压，如果冷箱密封很严，在内外压力作用下冷箱将会发生变形。

（2）如果冷箱密封不严，外界的湿空气将会进入，使保温材料受潮，保冷效果变差，增加冷损。

4 .开车时如何投用水冷塔？（1）首先通过V1111或V1125给水冷塔补水，（2）当空冷塔压力稳定且大于0.4 MPa时启动冷冻水泵中的一台，（3）通过V1135调节冷冻水流量正常，（4）当冷冻水泵运转正常，水冷塔液位稳定后，投连锁，水冷塔液位调节投自动，（5）根据温度情况，开V1124调节冷冻水出塔温度。

空分问答

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吸附器的尺寸是根据什么因素确定的?吸附器的尺寸主要是指简体的内径与吸附剂层高度(或筒体的高度)。

筒体的内径尺寸取决于流体的流量及所选定的流速。

流量与空分装置的大小及工艺流程有关，而确定流速的原则主要是考虑对吸附容量的影响。

流速越高，吸附效果就越差，所以流速不宜太高，当然也不能太低。

如果流速太高，当气流从下往上流动时，将会造成分子筛跳动；当气流从上往下流动时，会造成底部分子筛破损，并且均会造成阻力增大。

但是流速太低，压降小于0.23kPa/m时，就会使床层的气流分布不均匀，影响吸附效果。

经验证明：对于干燥器，推荐空筒流速(即不装硅胶时内筒截面上的流速)为0.2～1L/(min·cm2)；对于二氧化碳吸附器，空筒流速推荐为0.5～1L/(min·cm2)；对乙炔吸附器空筒流速推荐为50～60cm3/(min·cm2)。

中压分子筛纯化器，流速取0.04～0.05m/s；全低压分子筛纯化器取0.15～0.20m/s。

有了流量和流速，就可算出简体内径。

一般是先确定筒体内径，然后根据流量计算空筒流速，验算是否在推荐范围内。

吸附剂层高度可根据硅胶装填量和筒体内截面积确定。

而硅胶装填量又与流体流量、被吸组分含量、硅胶吸附容量以及工作周期等因素有关。

因为是分层吸附，对吸附剂层高度有一定要求，一般需在800mm以上。

根据吸附剂层高度就可确定筒高。

为什么改变环流量(或中抽量)能调整切换式换热器(或蓄冷器)的温度工况，调整时，应注意什么问题?调整切换式换热器(或蓄冷器)的温度工况主要是调整中部温度，并使它们尽可能地保持较小的偏差。

用改变环流量(或中抽量)来调整中部温度是最常用的方法，也是有效的方法。

环流是在切换式换热器(或蓄冷器)冷段增加的一股返流气体，改变环流量就改变了冷段正、返流气体流量的比例关系。

增加环流气量时，冷段的冷量相对增加，可把空气冷却到更低的温度，因此冷端空气温度降低，冷端温差减小。

空分知识答题答案

空分知识答题答案

空分车间理论知识答题一、填空题1、化工用塔设备可分为板式塔、填料塔和空塔。

2、物质发生温度变化时所吸收或放出的热量称为显热。

3、停真空泵时先关一级再关二级。

4、反动式汽轮机是指蒸汽不仅在喷嘴中，而且也在动叶片中进行膨胀的汽轮机。

5、液氧泵轴承发热有异声的主要原因是轴承缺油、轴承损坏。

6、空分造成膨胀机内出现液体的原因有旁通量过大、中抽温度过低、膨胀机前带液空。

7、液氧泵座四周结霜的主要原因是密封气压力过低、密封气中断。

8、板式换热器中部温度升高的原因进塔空气温度升高、正返气流比例失调。

9、空分装置低温的获得是靠气体或液体的节流、膨胀。

10、常用的离心泵轴封装置有填料密封和机械密封两种。

二、判断题1、离心泵正常运转时，其扬程一定大于升扬高度值。

（×）2、离心泵开式叶轮结构简单，易于清洗，适于运送含有杂质或悬浮物液体，因效率比较高，一般情况下经常采用。

（×）3、齿轮泵和螺杆泵都具有流量小，扬程高的特点，适用于输送高粘度的液体。

（√）4、齿轮泵和螺杆泵都属于容积泵，不可用出口阀来调节流量。

（√）5、循环水冷却塔中空气温度变化很大，水的温度变化较小，这说明空气吸收的热量不等于水放出的热量。

（√）6、出冷箱的氧气压力比氮气压力高。

（√）7、要使装置冷量平衡，就要多增加膨胀量，减少冷量损失。

（×）8、污氮中氧含量越高，平均氮纯度就越低。

（√）9、空分分子筛切换时，空气没有放空，故没有切换损失。

（×）10、氧的提取率越低，污氮中含氧量越少。

（×）三、选择题1、膨胀机密封采用（A）密封A、迷宫式B、石墨C、聚四氟乙烯2、测得空分塔内液氧温度－180℃，放出塔外后液氧温度（B ）A、上升B、下降C、不变3、分子筛吸附空气中的杂质（A）（按吸附能力强弱顺序排列）A、水分、乙炔、二氧化碳B、水分、二氧化碳、乙炔4、我工段空气过滤器选用的是（ C ）A、拉西环式B、布袋式过滤器C、自洁式过滤器5、我厂空分吸附器净化后，空气出口露点是（C）。