空分冷箱之--精氩塔原理
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空分精馏塔工作原理
空分精馏塔是一种常用于石油、化工和制药等行业的分离设备,它通过利用不同组分的沸点差异,将混合物分离成不同组分。
工作原理如下:
1. 进料:混合物被引入塔体的顶部,其中包含了待分离的多个组分。
2. 加热:塔体内设置了加热设备,通过加热,使得混合物开始汽化。
每个组分根据其沸点的不同,会在不同的温度下开始汽化。
3. 汽液混合物的形成:当混合物汽化后,在塔体内形成了汽液混合物。
较轻组分的汽化速度快,浓度高,而较重组分的汽化速度慢,浓度低。
4. 分离过程:塔体内设置了一系列填料,用于增加接触面积,促进汽液间的质量传递。
在塔体内形成了多个薄薄的液滴,接触到填料表面,并在填料内部进行连续的汽液传递。
重组分逐渐向下凝结并从塔底部流出,轻组分则向上蒸发。
5. 塔顶和塔底的收集:经过填料层传递后,轻组分进一步汇集于塔顶,形成纯度较高的产品。
而重组分则通过塔底的收集装置,形成较低纯度的副产品或废物。
6. 循环冷却:在分离过程中产生的蒸汽需要冷凝为液体,以便
回收和再利用。
通常使用冷却水或冷却剂来对蒸汽进行冷却,使其转变为液体状态。
通过以上的工作原理,空分精馏塔能够将混合物中的各种组分分离开来,产生纯度较高的产品。
其核心原理是基于不同组分的沸点差异,通过加热和冷却等操作,使组分的蒸发和冷凝达到分离的目的。
空分设备的工艺流程及各部件工作原理空分设备部分部机及单元设备1.空冷塔作用:把出空压机的高温气体(≤100℃)冷却到~18℃,以改善分子筛的工作情况结构:立式圆筒型塔,分上下部分,上下段均为填料塔,塔顶设有分配器,不锈钢丝捕雾器使用:出空压机的空气从下部进入空冷塔,水通过布水器均匀地分布到填料上,顺填料空隙流下,空气则逆水而上与水进行热质交换,经不锈钢丝网捕雾器出塔,进入分子筛吸附系统。
2.水冷却塔作用:用空分塔来的污氮气和纯氮气冷却外界供水,后由水泵送入空冷塔的上段结构:填料塔,顶设捕雾器和布水器,填料分两层装入塔内,在两填料中间设再分配器,保证让水始终均匀分布,提高水冷塔的效率使用:被冷却的水自上而下流经填料,与空分出来的~33.6℃的污氮气和纯氮气进行热质交换,使水冷却下来,在塔底被水泵抽走,污氮气从塔顶排除3.分子筛吸附器作用: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。
4.主热交换器作用:进行多股流之间的热交换结构:为多层板翅式,相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热使用:对经分子筛吸附除去水和CO2的压缩空气进行冷却,各返流气(液)在此被加热至常温5.液空液氮过冷器作用:对低温液体进行过冷结构:为多层板翅式,相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热使用:液空、液氮和污氮气在经过过冷器时被氮气和污氮气进一步冷却,使之低于饱和温度,这样,液体在节流后可以减少气化,改善上塔的精馏工况。
6.冷凝蒸发器作用:是氮气冷凝和液氧蒸发用,以维持精馏过程的进行结构:为多层板翅式,相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热使用:其一般置于上下塔之间,下塔上升的氮气在其间被冷凝,而上塔回流的液氧在其间被蒸发。
氩系统操作规程1、概述1.1工作原理:利用低温精馏原理,在粗氩Ⅰ、Ⅱ塔实现氧、氩分离,在精氩塔实现氮、氩分离,最终获得高纯度液氩。
1.2 工艺流程:从上塔相应部分抽取含氩量为8-12%的氩馏份气体,从粗氩Ⅰ塔底部导入,与来自粗氩Ⅱ塔底部经液氩循环泵加压至0.7Mpa的氩回流液在塔内填料中进行精馏,分离部分含氧后导入粗氩Ⅱ塔,粗氩Ⅱ塔采用过冷后的液空作冷源,上升气体大部分被液空冷凝,沿着塔体下流参与精馏,在底部得到的液体经过液氩循环泵加压作为粗氩Ⅰ塔的回流液。
最后得到含氧≤2ppm流量204m3/h的工艺氩。
粗氩Ⅱ冷凝器被蒸发后的液空蒸汽和少量的液空回流液同时返回上塔。
合格的工艺氩导入精氩塔进行精馏,在精馏塔底部获得99.999%的纯液氩,被连续排出,在精氩塔顶部含氮、氩的余气被排出,精氩塔采用过冷后的液氮作冷源,经减压至0.069Mpa 在冷凝蒸发器内被蒸发为氮气后,汇入上塔污氮管道一起排出精氩塔蒸发器,采用下塔压力氮作热源,在蒸发器内压力氮气部分被液氩冷凝成液氮后经节流送入上塔,未被冷凝的不凝气体直接放空。
在蒸发器内的液氩冷凝压力氮气的同时自身被蒸发成为氩气作为精馏塔的上升气参与精馏。
1.3 主要参数2.粗氩塔操作2.1 启动准备2.11 启动前与主塔同时进行吹除、加温。
2.12 检查各分析阀、吹除阀,调节阀是否灵活好用,且全部处于关闭状态。
2.13 分析仪及计控仪表确认具备启动条件并逐渐投入使用。
2.2 启动2.21 在空分设备启动后的冷却初期同时进行氩系统的冷却,稍开V75粗氩放空、LCV702、FCV701、V701、V703(V704)、V762(V763)、PCV701、LCV701、V707(V708)、V768(V769)、V702可开始用气体预冷粗氩塔(ⅠⅡ)塔体及冷凝器的液空通道,工艺氩泵(自此阶段开始注意冷却的速度和温度的降幅确保各容器管道在正压下工作,决不允许出现负压运行的情况)。
空分装置系统区分所谓空分,就是将空气深度冷却至液态,因为液空其组分沸点各不同样,逐渐分别出氧、氮、氩等等。
空分装置大概可分以下几个系统:1、空气过滤系统过滤空气中的机械杂质,主要设施有自洁式空气过滤器。
2、空气压缩系统将空气进行预压缩,主要设施有汽轮机、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,主要设施有空冷塔、水冷塔、份子筛纯化器、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,主要设施有透平膨胀机、冷箱( 内含主塔、主冷、主还、过冷器、粗氩塔、液氧泵、液体泵等)5、储存汽化系统将分馏出的液氧、液氮、液氩进行储存、汽化、灌充,主要设施有低温液体贮槽、汽化器、充瓶泵、灌充台等。
空气冷却塔构造工作原理2 层填料聚丙烯鲍尔空冷塔(Φ 4300 × 26895 ×16 ),主要外面有塔体材质碳钢,内部有环,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。
水冷却塔的构造及工作原理水冷却塔(规格Φ 4200 × 16600 ×12 ),主要外面有塔体材质碳钢,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,生成冷冻水供应空冷塔。
基来源理和空冷塔同样,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。
份子筛构造以及原理,其重生过程原理吸附空气中的水分、CO2 、乙炔等碳氢化合物,使进入空气纯净构造:卧式圆筒体、内设支承栅架、以承托份子筛吸附剂使用:空气经过份子筛床层时,将水分、CO2 、乙炔等碳氢化合物吸附,净化后的空气CO2 含量<1ppm ;在重生周期中,先被高温干燥气体反向重生后,再被常温干燥气体冷却到常温,两份子筛成队交替使用。
关于全精馏制氩设备中粗氩塔的操作1、前言随着企业的改革和空分技术的进步,我厂把原有的两台第四代流程的3200空分设备改造成具有第六代流程特点的空分设备。
而第六代空分的显著特点就是全精馏制氩,所以粗氩塔的操作非常重要。
现我把粗氩塔的操作做简单的介绍。
2、设备简介我厂现有的设备有:杭州制氧机厂产KDON4500/9000型KDON6000/13000-XX型KNON12000/26000型分子筛全精馏制氩的空分系统各一套。
3、氩馏分的成分分析在制氧机生产过程中,氩馏份是制取粗氩的原料气。
氩馏份由Ar、O2和N2三种气体组成。
氩在上塔的分布是有规律的。
在上塔的提馏段(液空进料口以下)将形成一个氩富集区,最高氩含量约可达到15%,既然它是制取粗氩的原料气,那么氩含量应该越高越好。
但是,氩馏份中Ar含量增高的同时,N2含量也会增高;而N2含量的增高,会破坏粗氩塔的正常工作。
所以,必须控制好它的成分组成。
根据设计计算,氩馏份的最佳组成是Ar:9%~10%;O2:90%上下;N2≤0.06%。
4、粗氩塔的工作原理粗氩塔实际上是一个分离氧、氩的精馏塔。
由于氧、氩的沸点接近,分离较困难,氩馏中约有三分之二的氩被洗涤下来,同时,氩馏分从下部进入,底部液体中含氩量很高,它又回到上塔参于精馏,因此氩馏分只有一小部分作为粗氩产品,氩馏分量需为粗氩量的30~35倍,说明粗氩的氩提取率很低。
另外,氧、氩的挥发度均接近于1。
因此分离氧、氩的需要的塔板数很多,粗氩塔的工作阻力较高。
例如筛板粗氩塔的阴力为16~20KPa;规整填料粗氩塔的阻力约为15Kpa。
因此粗氩塔精馏工况是否正常对氩的产量和纯度影响很大。
5、粗氩冷凝器粗氩冷凝器与主冷凝蒸发器比较,在结构上有相似之处。
只是粗氩冷凝器侧的介质是液空,冷凝侧的介质是粗氩一。
粗氩获得冷量被冷凝,同时液空被蒸发。
在蒸发侧的液空,是以一定的循环倍率在其通道内流动,即在通道内有大量液空在循环流动,加热汽化的只占小部分。
空分装置工作原理
嘿呀!今天咱们来聊聊空分装置工作原理!
首先呢,咱得知道啥是空分装置呀?空分装置就是用来把空气里的各种成分分开的设备哟!哇塞,是不是觉得很神奇呢?
这空分装置工作的第一步呀,就是要把空气给压缩!哎呀呀,这压缩可不得了,就像是给空气来了个大力的拥抱,把它们紧紧地凑在一起呢!压缩后的空气温度会升高,这时候就得让它们去冷却一下啦!
接下来,冷却后的空气就会进入到一个叫精馏塔的地方。
这个精馏塔呀,就像是一个超级大的魔法塔!在里面,氧气、氮气还有其他气体就开始各奔东西啦!
你想想看,氧气比较重,它就会往下跑;氮气比较轻,就会往上飘。
哎呀呀,这是不是很有趣呢?
然后呢,通过一系列的分离和提纯过程,纯净的氧气、氮气等气体就被成功地提取出来啦!
哇哦!这空分装置的工作原理是不是很厉害呢?它让我们能够轻松地得到需要的气体,为各种工业生产提供了强大的支持呀!
比如说,在钢铁厂里,需要大量的氧气来帮助燃烧,这时候空分装置就大显身手啦!还有在医疗领域,纯净的氧气对于病人的治疗那可是至关重要呢!
哎呀呀,想想看,如果没有空分装置,我们的生活和工业生产会变得多么不方便呀?
总之呢,空分装置的工作原理虽然有点复杂,但真的是超级重要
呀!它为我们的生活和工业带来了巨大的便利,让各种需要特定气体的地方都能顺利运转起来!你说是不是呀?。
空分工作原理[1]..空分原理绪论一、空气分离的几种方法1、低温法(经典,传统的空气分离方法)压缩膨胀液化(深冷)精馏低温法的核心2、吸附法:利用固体吸附剂(分子筛、活性炭、硅胶、铝胶)对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。
特点:投资省、上马快、生产能力低、纯度低(93%左右)、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。
3、膜分离法:利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。
穿透膜的速度比快约4-5倍,但这种分离方法生产能力更低,纯度低(氧气纯度约25%~35%)二、学习的基本内容1、低温技术的热力学基础——工程热力学:主要有热力学第一、第二定律;传热学:以蒸发、沸腾、冷凝机理为主;流体力学:伯努利方程、连续性方程;2、获得低温的方法绝热节流相变制冷等熵膨胀3、溶液的热力学基础拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律(1、2 ,空分的核心、精馏的核心)4、低温工质的一些性质:(空气、O、N、Ar)5、液化循环(一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等)6、气体分离(结合设备)三、空分的应用领域1、钢铁:还原法炼铁或熔融法炼铁(喷煤富氧鼓风技术);2、煤气化:城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电;3、化工:大化肥、大化工企业,电工、玻璃行业作保护气;4、造纸:漂白剂;5、国防工业:氢氧发动机、火箭燃料;6、机械工业;四、空分的发展趋势○现代工业——大型、超大型规模;○大化工——煤带油:以煤为原料生产甲醇;○污水处理:富氧曝气;○二次采油;第一章空分工艺流程的组成一、工艺流程的组织我国从1953年,在哈氧第一台制氧机,目前出现的全低压制氧机,这期间经历了几代变革:第一代:高低压循环,氨预冷,氮气透平膨胀,吸收法除杂质;第二代:石头蓄冷除杂质,空气透平膨胀低压循环;第三代:可逆式换热器;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;○全低压工艺流程:只生产气体产品,基本上不产液体产品;○内压缩流程:化工类:5~8 :临界状态以上,超临界;钢铁类:3.0 ,临界状态以下;二、各部分的功用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;○净化系统:除尘过滤,去除灰尘和机械杂质;○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)○预冷:对气体预冷,降低能耗,提高经济性有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济,增加了制冷循环,减轻了换热器的工作负担,使产品的冷量得到充分的利用;○纯化:防爆、提纯;吸附能力及吸附顺序为:;○精馏:空气分离换热系统:实现能量传递,提高经济性,低温操作条件;制冷系统:①维持冷量平衡②液化空气膨胀机方法节流阀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第一节净化系统一、除尘方法:1、惯性力除尘:气流进行剧烈的方向改变,借助尘粒本身的惯性作用分离;2、过滤除尘:空分中最常用的方法;3、离心力除尘:旋转机械上产生离心力;4、洗涤除尘:5、电除尘:二、空分设备对除尘的要求对0.1 以下的粒子不作太多要求,因过滤网眼太小,阻力大;对0.1 以上的粒子要100%的除去;三、过滤除尘的两种过滤方式1、内部过滤:松散的滤料装在框架上,尘粒在过滤层内部被捕集;2、表面过滤:用滤布或滤纸等较薄的滤料,将尘粒黏附在表面上的尘粒层作为过滤层,进行尘粒的捕集;自洁式过滤器:1 以上99.9%以上;阻力大于1.5KPa。
空分精馏塔工作原理
空分精馏塔工作原理是一种通过蒸馏过程将混合物中的不同成分分离的方法。
该方法基于混合物中不同组分的沸点差异,利用升温和降温的方式使成分逐步分离。
空分精馏塔由多个层次的托盘和塔壳组成。
混合物首先进入塔底,然后从底部加热。
当混合物在加热的过程中达到某个组分的沸点时,该组分会蒸发,并随着蒸汽进入塔体上部。
塔体上部设置冷凝器,用来冷却蒸汽和将其转化为液体。
由于不同组分的沸点差异,冷凝器能够将蒸汽中的特定组分冷凝成液体,在塔体上部的液体收集器中收集。
随着过程的进行,不同组分逐渐分离并收集在不同的托盘上。
较重的组分会逐渐下降,而较轻的组分则会向上升至更高的托盘。
这是因为在塔体的整个高度上存在温度梯度,不同组分在不同温度下会产生不同的汽化和冷凝速率,从而导致分离。
在塔体底部,未蒸发的残余液体会被收集并排出系统。
最终,通过连续的蒸发和冷凝过程,混合物中的不同成分可以被有效地分离和纯化。
空分精馏塔工作原理的关键是利用了不同组分的沸点差异,并通过适当的温度和压力条件下的蒸发和冷凝过程将其分离。
这种方法在石油化工、化学工艺和空气分离等领域广泛应用,为各种物质的提纯和分离提供了一种有效的手段。
空分精馏塔工作原理空分精馏塔是一种常见的化工设备,其工作原理主要是利用气体或液体混合物中各组分的沸点差异,通过加热和冷却的方式实现组分的分离。
在空分精馏塔中,主要包括填料层、塔板、冷凝器等组件,通过这些组件的协同作用,实现了气体或液体混合物中各组分的分离。
首先,空分精馏塔的工作原理与混合物的沸点有关。
在混合物中,各组分的沸点不同,这使得它们在加热后会先后汽化,从而实现分离。
在空分精馏塔中,混合物首先经过加热,使得其中的组分逐渐汽化。
然后,汽化的混合物进入塔体内部,通过填料层或塔板,使得各组分逐渐分离。
由于各组分的沸点差异,它们会在塔体内部逐渐分层,形成不同浓度的组分流动。
其次,空分精馏塔中的填料层和塔板起到了重要的作用。
填料层和塔板可以增加混合物与分离剂的接触面积,从而加速分离的过程。
填料层通常采用多孔材料构成,其表面积大,能够有效地增加混合物与分离剂之间的接触。
而塔板则是通过设置隔板,使得混合物在塔体内部能够多次接触分离剂,增加了分离效果。
另外,空分精馏塔中的冷凝器也是至关重要的组件。
在塔体内部,分离后的组分会逐渐冷却,形成液体。
这时,液体会被导入冷凝器中进行冷却,最终形成纯净的组分产品。
冷凝器通过降低组分的温度,使得其从气态转变为液态,实现了组分的最终分离。
总的来说,空分精馏塔通过加热、分层、冷却等步骤,实现了混合物中各组分的分离。
其中,填料层、塔板和冷凝器等组件起到了至关重要的作用。
通过这些组件的协同作用,空分精馏塔能够高效地实现混合物的分离,为化工生产提供了重要的技术支持。
在实际应用中,空分精馏塔广泛应用于石油化工、化工、医药等领域,为生产提供了重要的技术支持。
同时,随着科学技术的不断发展,空分精馏塔的工作原理也在不断完善和优化,为化工生产带来了更多的发展机遇。
相信在不久的将来,空分精馏塔将会在化工领域发挥越来越重要的作用。
空分精馏塔工作原理空分精馏塔是一种常见的化工设备,其工作原理是利用物质的沸点差异进行分离。
在空分精馏塔中,混合气体经过加热后,不同成分的气体会在塔内升华至不同高度,从而实现分离的目的。
下面我们将详细介绍空分精馏塔的工作原理。
首先,空分精馏塔是一种通过加热混合气体,使其成分沸点差异得以分离的设备。
在塔内,混合气体会经过加热后被引入塔底,然后气体在塔内不断上升,同时不同成分的气体会在不同高度凝结成液体,最终实现分离。
其次,空分精馏塔的工作原理基于混合气体中不同成分的沸点差异。
在加热后,沸点较低的成分会首先凝结成液体,沸点较高的成分则会在塔内上升到更高的位置才开始凝结。
通过这种方式,不同成分的气体会在塔内实现分层,从而达到分离的效果。
另外,空分精馏塔在工作过程中还需要通过塔顶和塔底的分流装置来调节不同成分气体的流向,以保证分离效果。
通过合理设计和调节分流装置,可以使得不同成分的气体能够顺利地在塔内分离并分别输出。
此外,空分精馏塔还需要配备冷凝器和除液器等设备,以便将凝结的液体进行收集和处理。
冷凝器通过降温将气态的成分凝结成液体,而除液器则用于分离不同成分的液体,确保纯度和质量。
最后,空分精馏塔的工作原理是基于物质的沸点差异实现分离的。
通过加热混合气体,利用不同成分的沸点差异,使得气体在塔内分层凝结,最终实现不同成分的分离。
同时,配备合理的分流装置、冷凝器和除液器等设备,可以保证分离过程的顺利进行。
综上所述,空分精馏塔是一种利用物质的沸点差异进行分离的化工设备,其工作原理简单而有效。
通过加热混合气体,利用不同成分的沸点差异,实现气体的分层凝结,最终达到分离的效果。
在实际应用中,需要合理设计和配备相关设备,以确保分离过程的顺利进行。