空分工艺培训教程(PPT45页)
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2024版年度空分培训课件教材
14
保持设备清洁，及时清 理灰尘、油污等杂物。
设备异常处理措施
01
02
03
04
发现设备异常情况，立即采取 措施停机检查。
对于设备故障，应及时通知专 业维修人员进行维修。
对于设备事故，应按照应急预 案进行处理，防止事故扩大。
详细记录设备异常情况、处理 措施及效果，为后续工作提供
参考。
2024/2/3
空气压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化系统
精馏塔
2024/2/3
用于将原料空气压缩至所需压力， 是空分设备的动力来源。
利用分子筛的吸附性能，除去空 气中的水分、二氧化碳等杂质。
10
操作参数及影响因素
操作参数
包括原料空气流量、压力、温度、产品纯度等，这 些参数直接影响空分设备的运行效果和产品质量。
影响因素
29
培训效果反馈机制建立
学员反馈
通过问卷调查、座谈会等方式收集学员对培训的 意见和建议。
教师评估
对教师的教学质量进行评估，以便及时调整教学 策略。
企业反馈
与企业保持沟通，了解学员在实际工作中的表现， 评估培训效果。
2024/2/3
30
持续改进方向和目标
01
完善课程体系
根据学员反馈和企业 需求，不断完善空分 培训课程体系。
2024/2/3
生产过程监控
对生产过程中的关键参数 进行实时监控，如温度、 压力、流量等，确保生产 过程处于受控状态。
产品抽样检测
定期对产品进行抽样检测， 及时发现并处理潜在的质 量问题。
19
不合格产品处理流程
隔离存放
对不合格产品进行隔离存放，避 免与合格产品混淆。
处理措施
保持设备清洁，及时清 理灰尘、油污等杂物。
设备异常处理措施
01
02
03
04
发现设备异常情况，立即采取 措施停机检查。
对于设备故障，应及时通知专 业维修人员进行维修。
对于设备事故，应按照应急预 案进行处理，防止事故扩大。
详细记录设备异常情况、处理 措施及效果，为后续工作提供
参考。
2024/2/3
空气压缩机 空气预冷系统 分子筛纯化系统
精馏塔
2024/2/3
用于将原料空气压缩至所需压力， 是空分设备的动力来源。
利用分子筛的吸附性能，除去空 气中的水分、二氧化碳等杂质。
10
操作参数及影响因素
操作参数
包括原料空气流量、压力、温度、产品纯度等，这 些参数直接影响空分设备的运行效果和产品质量。
影响因素
29
培训效果反馈机制建立
学员反馈
通过问卷调查、座谈会等方式收集学员对培训的 意见和建议。
教师评估
对教师的教学质量进行评估，以便及时调整教学 策略。
企业反馈
与企业保持沟通，了解学员在实际工作中的表现， 评估培训效果。
2024/2/3
30
持续改进方向和目标
01
完善课程体系
根据学员反馈和企业 需求，不断完善空分 培训课程体系。
2024/2/3
生产过程监控
对生产过程中的关键参数 进行实时监控，如温度、 压力、流量等，确保生产 过程处于受控状态。
产品抽样检测
定期对产品进行抽样检测， 及时发现并处理潜在的质 量问题。
19
不合格产品处理流程
隔离存放
对不合格产品进行隔离存放，避 免与合格产品混淆。
处理措施
空分工艺流程培训PPT
空气增压透平膨胀机，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺。
•
原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空
气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷
• 一、 杂质的清除系统（空气过滤器和纯化系统）；
• 二、 空气加压系统（空压机及增压机系统）；
• 三、 空气的冷却和液化系统（预冷系统和膨胀机、换热器系统）；
• 四、 空气的精馏系统（分馏塔系统）；
2•02五0/11、/19 产品的输送、贮存系统（压氮系统空和分工液艺体流程贮培训存系统）；
11
KDON-48000/80000型
• 本装置生产的纯度为99.8%的氧 气主要供下游气化装置使用，作 为气化炉的原料气参加反应；
• 纯度为99.99%的氮气供下游工 艺生产使用，作为保护气和吹扫 用气；
• 副产的工厂空气、仪表空气供所 有化工区各分厂和正常生产动力 车间生产装置使用，作为仪表气 源和吹扫用气。
2020/11/19
空分工艺流程培训
2020/11/19
空分工艺流程培训
7
二、克旗煤制气公司配 套的空分装置的流程和 特点
2020/11/19
空分工艺流程培训
8
克旗公司采用的空分装置特点
• 本界区空分装置共三期六套，其 中主精馏塔由杭州杭氧股份公司 制造，单套空分装置制氧能力 48,000Nm3/h，制氮能力 80,000Nm3/h，同时副产工厂 空气、仪表空气、液氮和液氧。
2020/11/19
空分工艺流程培训
6
• 多次的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能 不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从 而将空气中的氧和氮分离开来。
空分技术培训课件
科学实验
为科研机构提供高纯度气体，支持 科学实验和研究。
空分技术的发展历程
初始阶段
早期的空分技术主要采用低温 精馏法，随着技术的发展逐渐
被淘汰。
经典阶段
20世纪中叶，出现了以分子筛吸 附和膜分离为代表的新型空分技 术。
现代阶段
随着科技的进步，现代空分技术已 发展成为一个综合性、系统性的工 程领域，涉及多个学科的交叉融合 。
02
空分技术的基本原理与流程
空气分离的基本原理
空气的组成与性质
空气主要由氮气、氧气、氩气等组成，不同气体之间存在一定的物理和化学 性质差异。
空气分离的依据
空气分离主要依据空气中各组分气体之间的沸点、溶解度等差异，通过制冷 、吸附、膜分离等方式实现不同气体的分离和提纯。
空气分离的工艺流程
空气的过滤与净化
空气的压缩与冷却
将空气中的灰尘、杂质等去除，达到一定纯 净度的要求。
将空气压缩并冷却到适当的温度，以便进行 后续的分离处理。
空气的分离与提纯
产品的储存与输送
通过各种分离技术如精馏、吸附、膜分离等 ，将空气中的不同组分气体分离和提纯。
将分离出的不同气体进行储存、运输或直接 输送到下游用户手中。
空气分离的主要设备
。
采用高效分离技术
利用新型的高效吸附剂、高精 度的过滤器等，提高空气分离
的精度和效率。
加强过程控制
采用先进的控制系统，实现生 产过程的自动化和智能化，提
高分离效率。
开发新型的空气分离技术及设备
开发新型吸附剂
研究新的吸附剂材料，提高吸 附效率和寿命，降低能耗。
开发高效透平机组
通过采用高效的透平机组、压缩 机等设备，提高空气分离设备的 整体效率。
空分装置技术培训课件
氧气 氮气 氩气 氖气 氦气 氪气 氙气 氢气 空气
O2
32
N2
28
Ar
40
Ne
20.2
He
4
Kr
83.8
Xe
131.3
H2
2
28.9
26.5 30.26 21.26 42.02 211.84 10.22 6.46 420.6 29.8
第一章 热工基础
第一节 气体的性质
理想气体的比热
使单位质量的物质温度升高一度所吸收的热量称为比热。热 量的单位通常用（大卡）来表示。
第一章 热工基础
第二节 热力学定律
热力学第二定律
“热量不可能独自地、不付代价地（没有补偿的）从较冷的物体传向 较热的物体。”这就是热力学第二定律的一种通俗叙述。 在制氧机这个系统中，要使空气由常温不断冷却为低温液体，这就需 要将空气中的热量取出交付给较它高的物体，当然必须付出一定的代价。 具体来说：空气经等温压缩，膨胀、节流、冷却等一系列热力过程。能 量在这些过程中不断转换。最终使得空气本身的热量传递给了其它工质 而降温。它的根本补偿是消耗了电能。这在以后分析各个单独热力过程 中再介绍。
Q=AW 或 W=（1/A）×Q A叫做热功当量，在数值上A=1／427（大卡／公斤力.米），也 就是说1个（大卡）的热量相当于427（公斤力．米）的功量。
第一章 热工基础
第二节 热力学定律
内能
工质内部所具有的能量叫内能。工质的内能主要由动能和位能 两部分组成。由于工质的内能只与温度、比容这两个状态参数有关， 那么内能也是工质的状态参数，我们用字母u表示（大卡／公斤）。
自然界中的一些气体在一般的压力温度范围内，气体的三个状态参 数P、V、T之间存在特殊的关系。
2024版空分培训课件
发展阶段
随着技术的进步，空分技术逐渐实现 了设备的小型化和能耗的降低，同时 出现了变压吸附、膜分离等新型空分 技术。
空分技术应用领域
01
工业领域
空分技术在工业领域的应用主要包括钢铁、化工、有色冶金等行业的氧
气、氮气等气体的生产和供应。
02
医疗领域
在医疗领域，空分技术主要用于生产医用氧气，满足医院、急救中心等
促进企业发展
培养一支高素质的空分专 业队伍，为企业的发展提 供有力的人才保障。
培训内容和方式
培训内容
包括空分设备基础知识、操作规范、 维护保养、故障排除等方面。
培训方式
采用理论讲解、案例分析、实践操 作相结合的方式，注重理论与实践 的结合，提高培训效果。
预期效果
员工技能提升
员工能够熟练掌握空分设 备操作、维护、故障处理 等技能，提高工作质量和 效率。
分离方法
包括深冷分离和吸附分离等，深 冷分离是目前应用最广泛的方法。
设备介绍
精馏塔是空分设备的核心部件， 其设计和操作对分离效果有重要
影响。
产品检测与质量控制
产品种类
主要产品为氧气、氮气和氩气等，应确保其纯度和质量。
检测方法
包括化学分析和仪器分析等，以检测产品中的杂质和含量。
质量控制措施
建立严格的质量管理体系，对原料、过程和产品进行全方位监控， 确保产品质量稳定可靠。
将风险控制措施落实到具体的生产环 节和岗位，确保风险控制措施得到有 效执行。
环境保护法规遵守及污染治理措施
遵守环境保护法规
严格遵守国家和地方环境保护法规，确保企业生产经营活动符合环保 要求。
污染治理设施建设
根据企业生产工艺和污染物排放情况，建设完善的污染治理设施，确 保污染物达标排放。
空分技术培训课件
20世纪中叶
21世纪初
随着钢铁、化工等行业的快速发展，空分 技术得到了广泛应用，并逐渐形成了规模 化、专业化的产业。
随着能源和环境问题的日益严重，空分技 术开始向高效、节能、环保的方向发展， 成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
02
空分技术的基本原理
空气的组成与性质
空气的组成
空气主要由氮气、氧气、氩气、二氧 化碳等气体组成，其中氮气约占78% ，氧气约占21%，其他气体如氩气、 二氧化碳等含量较低。
操作人员培训
对操作人员进行专业培训 ，熟悉和掌握空分设备的 结构、性能及操作流程。
操作过程监督
在操作过程中，加强监督 和检查，确保操作人员严 格按照操作规程进行作业 。
空分设备的事故预防措施
设备维护保养
定期对空分设备进行维护保养， 保持设备良好的运行状态。
安全附件管理
对空分设备的安全附件进行定期检 查和维护，确保其灵敏可靠。
空气的性质
空气是一种混合气体，具有可压缩性 、粘性和传热性等物理性质。在一定 的压力和温度下，空气的密度、比热 容、粘度等参数会发生变化。
空气分离的原理
01 02
低温分离法
通过将空气冷却到低温（-196℃以下），使氧气、氮气等气体从液态中 分离出来。这种方法分离效果好，但需要使用大量的制冷剂，且需要严 格控制温度和压力等条件。
安全注意事项
严格遵守安全操作规程， 确保人员和设备安全。
04
空分技术的应用实例
工业气体分离与提纯
工业气体分离与提纯是空分技术最广泛的应用领域之一。通 过空气分离装置，可以分离出氮气、氧气、氩气等工业气体 ，以及液态氧、液态氮等高纯度气体。这些气体在钢铁、化 工、航空航天等领域中有着广泛的应用。
空分培训课件
空气分离过程基本原理及概述
三、空分装置主要设备事故概述： 1、分子筛纯化器 （1）分子筛带水事故。分子筛纯化器内部吸附剂（由下至上依 次布置）由惰性氧化铝、活性氧化铝及分子筛组成，来自空冷 塔的空气中含有的水份为饱和水份，一旦空气中夹带游离水份 进入分子筛纯化器将造成氧化铝及分子筛失效甚至失去再生能 力，导致纯化器无法正常工作，进而影响分子筛清除CO2的效 力，导致纯化器无法正常工作，进而影响分子筛清除CO2的效 果，一旦进入分离装置的空气中CO2及水份含量超标，则空气 果，一旦进入分离装置的空气中CO2及水份含量超标，则空气 中的这些有害物质在低温环境下在换热器通道及精馏塔内积聚 造成空分装置无法正常运行，甚至出现低温设备报废的事故发 生，故需要坚决避免分子筛带水事故的发生。另外，分子筛再 生气加热器加热介质为蒸汽，一旦换热器列管泄漏，也将造成 分子筛纯化器失效。故运行人员必须对出加热器的再生气中微 量水份含量做好监控，避免出现设备事故。注意 量水份含量做好监控，避免出现设备事故。注意：氧化铝只是 注意： 可以吸附空气中少量饱和水份。 可以吸附空气中少量饱和水份。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
空气分离过程基本原理及概述
（2）、装置正常运行阶段，由于外界的热量传入分离装 置（冷箱）及换热器的热量不完全回收带来的冷损，需要 补充一定冷量，而膨胀机产生的冷量可以将这些冷损补偿， 从而维持分离装置低温状态下工作所需要的特定环境。 3、换热单元：利用来自精馏塔的低温物料将原料空气冷 却至饱和温度后送至精馏系统进行分离，同时来自精馏系 统的低温物料经过换热器复热后将冷量回收。 4、精馏单元：根据液态空气中各组分沸点的差异，将空 气多次部分蒸发、多次部分冷凝，从而将空气分离成氧、 氮、氩等不同组分。
空分装置主要设备
空分技术培训课件
膨胀机 W h
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
二、工艺特点 产品规格与参数
二、工艺特点
• 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压 缩实现 ，典型的化工型内压缩空分流程。
• 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所 以流程组织具有多样化。
（六）分馏塔系统的主精馏子系统
填料塔与板式塔的比较
阻力 效率 塔径 塔高
强。 变温变压吸附，吸附再生完全自动化，保证进气平稳。
法液空：立式双层径向流吸附器减小阻力，提高纯化效率 • 5、.延长分子筛使用寿命的措施
（1） 避免床层受到突然冲击切换系统采用无冲击切换控制技术： （2）避免空冷塔误操作 （3）预冷系统循环水PH值 （4）避免中毒，禁油 （5）空分进料位置选在上风处 6、 采用长周期吸附，单台吸附时间4小时，工作周期8小时。节约再生能耗，延长阀门使用 寿命，并且有利于空分工况稳定。
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系 统，精馏系统） →
液体：贮存及汽化系统；
气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；
• 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律）
• 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
• 2、方法：吸收法；冻结法；吸附法 • 3、原理：
吸附：气体与固体相接处时，在固体表面或内部将会发Leabharlann 容 纳气体的现象，即固体对气体的吸附。
解吸：已被吸附的分子或原子返回到气相或液相中去的现象。
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
二、工艺特点 产品规格与参数
二、工艺特点
• 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压 缩实现 ，典型的化工型内压缩空分流程。
• 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所 以流程组织具有多样化。
（六）分馏塔系统的主精馏子系统
填料塔与板式塔的比较
阻力 效率 塔径 塔高
强。 变温变压吸附，吸附再生完全自动化，保证进气平稳。
法液空：立式双层径向流吸附器减小阻力，提高纯化效率 • 5、.延长分子筛使用寿命的措施
（1） 避免床层受到突然冲击切换系统采用无冲击切换控制技术： （2）避免空冷塔误操作 （3）预冷系统循环水PH值 （4）避免中毒，禁油 （5）空分进料位置选在上风处 6、 采用长周期吸附，单台吸附时间4小时，工作周期8小时。节约再生能耗，延长阀门使用 寿命，并且有利于空分工况稳定。
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系 统，精馏系统） →
液体：贮存及汽化系统；
气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；
• 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律）
• 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
• 2、方法：吸收法；冻结法；吸附法 • 3、原理：
吸附：气体与固体相接处时，在固体表面或内部将会发Leabharlann 容 纳气体的现象，即固体对气体的吸附。
解吸：已被吸附的分子或原子返回到气相或液相中去的现象。
空分工艺流程培训课件
6
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，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 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
8
（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
9
二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，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 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
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（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
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二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
2024年度-空分装置培训PPT课件
空气的精馏
在精馏塔中，通过精馏过 程将空气分离成氧、氮和 其他组分。
产品的提取和纯化
从精馏塔中提取出所需的 产品，如氧气、氮气等， 并通过纯化装置去除杂质 ，得到高纯度的产品。
4
ห้องสมุดไป่ตู้
空分装置主要构成部分
冷却器
用于将压缩后的空 气冷却至接近液化 温度。
提取装置
用于从精馏塔中提 取出所需的产品。
压缩机
用于将空气压缩至 所需压力。
设备压力异常故障排除
检查压缩机运行状态，修复或更换故障部件；清理管道堵 塞物，确保管道畅通；检查阀门开关状态，修复或更换损 坏的阀门。
冷却系统故障排除
检查冷却水流量和压力，确保冷却水供应充足；清理冷却 器内部的杂质和堵塞物，提高冷却效率；检查冷却风扇运 行状态，修复或更换故障风扇。
15
04
空分设备性能评估与 优化措施
深冷分离技术
制冷方式、设备结构及性能提升措施
26
未来发展趋势预测
空分装置大型化、高效化发展趋 势
智能化、自动化技术在空分领域 的应用前景
绿色低碳发展对空分技术的影响 及应对策略
27
THANK YOU
28
空分装置培训PPT课件
1
目录
• 空分装置基本原理与构成 • 空分设备核心部件详解 • 空分装置运行维护与故障排除 • 空分设备性能评估与优化措施 • 安全操作与事故应急处理 • 空分装置发展趋势及新技术应用
2
01
空分装置基本原理与 构成
3
空分装置工作原理
01
02
03
空气的压缩和冷却
利用压缩机将空气压缩， 并通过冷却器将空气冷却 至接近液化温度。
空气分离工艺培训教材(PPT45页)
➢ 空气中除氧、氮和氩外，还有氖、氦、氪、氙等稀有气体 ，这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上，稀有气 体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行 能耗。目前大型的空分装置都普遍带无氢制氩工艺。
三、空气分离的基本原理
➢ 空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷 凝温度－173℃),然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。沸点ຫໍສະໝຸດ O2N2Ar
Ne
He
Kr
20.93 78.03 0.932 1.5～1.8 4.6～5.3 1.08
× 10-3
× 10-4
× 10-4
23.1 75.6 1.286 1.429 1.250 1.734
1.2 ×10-3
０.９
7 × 10-3
０.１７ ８
3 × 10-4
３.７４ ３
－ 182.9
空气分离的方法和原理
利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。深 冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法；
２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附 的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的 产品。吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获 得高纯度的的双高产品。
7
－ 195.7
9
－ 185.8
6
－ 246.08
－ 268.938
－ 153.4
Xe
8 × 10-6
4 × 10-5 ５.８９
６
－ 108.11
CO2 氮氧 化物
0.03 水
0.046
１.９７ ７
－78.44 （升）
空气的组成
➢ 氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。在常 温常压下它们呈气态。在标准大气压下，氧被冷凝至－ 183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会 变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差 10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进 行分离。
三、空气分离的基本原理
➢ 空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷 凝温度－173℃),然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。沸点ຫໍສະໝຸດ O2N2Ar
Ne
He
Kr
20.93 78.03 0.932 1.5～1.8 4.6～5.3 1.08
× 10-3
× 10-4
× 10-4
23.1 75.6 1.286 1.429 1.250 1.734
1.2 ×10-3
０.９
7 × 10-3
０.１７ ８
3 × 10-4
３.７４ ３
－ 182.9
空气分离的方法和原理
利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。深 冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法；
２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附 的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的 产品。吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获 得高纯度的的双高产品。
7
－ 195.7
9
－ 185.8
6
－ 246.08
－ 268.938
－ 153.4
Xe
8 × 10-6
4 × 10-5 ５.８９
６
－ 108.11
CO2 氮氧 化物
0.03 水
0.046
１.９７ ７
－78.44 （升）
空气的组成
➢ 氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。在常 温常压下它们呈气态。在标准大气压下，氧被冷凝至－ 183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会 变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差 10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进 行分离。
空分工艺流程简介ppt课件
2
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
空分技术培训课件
VS
高科技领域
空分技术将应用于高科技领域，如电子、 半导体、航空航天等，满足高端产品的气 体需求。
THANKS
谢谢您的观看
定期对设备进行维护 和保养，确保设备的 正常运行和延长使用 寿命。
03
空分技术的性能指标与影响因 素
空分技术的性能指标
01
02
03
04
分离效率
衡量空分设备分离空气组分的 能力，通常以氧氮分离系数、
氩提取率等指标表示。
运行稳定性
设备在长期运行过程中的稳定 性和可靠性，包括设备故障率
、维护周期等。
能耗
应急措施
应制定应急预案，配备相 应的应急设备和人员，以 便在发生事故时能够及时 处理。
空分技术的环保要求
减少能源消耗
空分设备应采用高效节能 技术，降低能源消耗，减 少对环境的影响。
减少排放
空分设备在运行过程中应 减少废气、废水和固体废 物的排放，符合环保标准 。
噪声控制
空分设备应采取有效的噪 声控制措施，降低对周围 环境的影响。
05
空分技术的应用案例与前景展 望
工业气体分离
空气分离
利用低温精馏法从空气中分离出氧气、氮气等气体，用于化工、钢铁、电子等 领域。
工业尾气回收
对工业生产过程中产生的尾气进行回收处理，提取其中的有用成分，实现资源 化利用。
医疗气体供应
氧气供应
为医院、家庭等提供高品质的医用氧气，满足医疗需求。
氮气供应
空分技术的应用领域
工业领域
医疗领域
空分技术在钢铁、化工、电子、机械制造 等领域有着广泛的应用，为工业生产提供 所需的氧气、氮气等气体。
高纯度氧气在医疗领域有着重要的应用， 如呼吸治疗、手术等。
空分培训ppt课件
未来发展趋势预测
绿色环保
随着环保意识的提高，未 来的空分技术将更加注重 绿色环保，减少能源消耗 和污染物排放。
高效节能
提高空分设备的能效比将 是未来发展的重要方向， 通过技术创新和优化设计 ，降低设备运行能耗。
多元化应用
空分技术将不断拓展应用 领域，如新能源、环保、 医疗等领域，为社会发展 提供更多可能性。
智能化、自动化技术应用
1 2 3
先进控制系统
采用先进的控制算法和优化策略，实现空分设备 的自动控制和优化运行，提高生产效率和产品质 量。
在线监测与故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实时监测空分设备 的运行状态，及时发现并处理故障，保障设备安 全稳定运行。
智能化运维管理
通过大数据分析和人工智能技术，对空分设备的 运行数据进行挖掘和分析，实现设备的预测性维 护和智能化管理。
医疗领域
医疗用氧是空分技术在医疗领 域的主要应用，同时空分技术 还可用于制取医用氮气等。
其他领域
空分技术还可应用于冶金、电 子、食品等领域。
02
空分设备结构与工作原理
空分设备主要结构组成
01
02
03
04
空气压缩系统
包括空气过滤器、空气压缩机 、冷却器等，用于将空气压缩
并冷却至适宜的温度。
空气预冷系统
空分设备产氧量
单位时间内空分设备产出的氧气量，通常 以立方米/小时或吨/天表示。
氧气纯度
空分设备产出的氧气中氧的含量，通常以 百分比表示。
空分设备能耗
空分设备在运行过程中消耗的能量，包括 电耗、蒸汽耗等，通常以千瓦时/立方米氧 或千克标煤/吨氧表示。
提取率
空分设备从原料空气中提取氧、氮等产品 的效率，通常以百分比表示。
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我国空分流程的技术发展
方面取得了进步。随着计算机的广泛应用，空分装置的自动控制、变 负荷跟踪调节等变得更为先进。 ➢ 第一代：高低压循环，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； ➢ 第式换热器； ➢ 第四代：分子筛纯化； ➢ 第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； ➢ 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩。
➢ 压缩空气除去水分和二氧化碳等杂质后，经热交换系统和增压膨胀机 制冷后进入下塔，在塔板上气体与液体接触，由于气、液之间温度差 的存在,在进行传热和传质交换时,低沸点组分氮吸收热量开始蒸发,氮 组分首先蒸发出来,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先 冷凝氧组分.这过程一直进行到气相和液相的温度相等为止,也即气、 液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷 凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧 组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了.多次 的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度
➢ 空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组 进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。
➢ 空分分离的方法和原理： 空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地
混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３ 种实现空气分离方法。 １）深冷法（也称低温法）：先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温， 直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大 气压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６ ℃，沸点低的 氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温 度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分 氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧 含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。要将空气液化，需将空气冷 却到﹣１７３ ℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而
空气分离的基本原理
也能不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从 而将空气中的氧和氮分离开来。 ➢ 空气在下塔被初步精馏为气氮、污液氮和富氧液空，以节流阀减压降 温后送至上塔作为上塔的回流液，进一步实现精馏，最终在上塔顶部 得到纯氮气，下部得到合格的液氧产品。 ➢ 主冷凝蒸发器是连接上下塔实现精馏过程的纽带，起到承上启下的重 要作用。根据压力对应液化温度成正比的特性，在主冷凝蒸发器中通 过液氧将压力氮气冷凝为液氮，为上下塔提供回流液建立精馏工况， 同时主冷氧侧的液氧被蒸发成气氧，进入上塔作为上升蒸气，主冷凝 蒸发器换热工况的平衡直接关系到精馏工况的稳定。
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空气的组成
➢ 氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。在常 温常压下它们呈气态。在标准大气压下，氧被冷凝至－ 183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会 变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差 10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进 行分离。
二〇〇九年八月二十五日
空分培训目录
• 一、空气分离的方法 • 二、空气的组成 • 三、空气分离的基本原理 • 四、空分流程的技术发展 • 五、空分流程特点 • 六、空分装置简介 • 七、空分设计原则 • 八、空分装置与其它界区的联系 • 九、空分主要技术性能指标 • 十、空分工艺流程
一、空气分离的方法和原理
３）膜分离法：利用一些有机聚合膜的潜在选择性，当空气通过薄膜或 中空纤维膜时，氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点，实现氧、氮的 分离。这种分离方法得到的产品纯度不高，规模也较小，目前只适用 于生产富氧产品。
二、空气的组成
组分 氧 氮 氩 氖 氦
氪氙
二氧 其它 化碳
分子 式
体积 含量
重量 含量
气体 密度
➢ 空气中除氧、氮和氩外，还有氖、氦、氪、氙等稀有气体 ，这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上，稀有气 体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行 能耗。目前大型的空分装置都普遍带无氢制氩工艺。
三、空气分离的基本原理
➢ 空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷 凝温度－173℃),然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。
沸点
O2
N2
Ar
Ne
He
Kr
20.93 78.03 0.932 1.5～1.8 4.6～5.3 1.08
× 10-3
× 10-4
× 10-4
23.1 75.6 1.286 1.429 1.250 1.734
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空气分离的方法和原理
利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。深 冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法；
２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附 的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的 产品。吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获 得高纯度的的双高产品。
四、我国空分流程的技术发展
➢ 空分设备是由诸多配套部机组成的成套设备，我国空分于1953年起 步，经过50多年的发展，从第一代小型空分流程发展到目前的第六代 大型全精馏无氢制氩工艺流程。每一次空分设备流程的变革和推进， 都是新技术、新工艺的创新。透平膨胀机的产生，实现了大型空分设 备全低压流程；高效板翅式换热器的出现，使切换板翅式流程取代了 石头蓄冷器、可逆式换热器流程，使装置冷量回收效率更高；增压透 平膨胀机的出现极大的提高了膨胀机的制冷效率并把输出的外功有利 的得到回收；常温分子筛净化流程替代了切换式换热器，使空分装置 净化系统的安全性、稳定性得到极大提高并使能耗大大降低，随着规 整填料和低温液体泵在空分装置中的应用，进一步降低了空分设备的 能耗，实现了全精馏无氢制氩，使空分设备在高效、节能、安全等