增压透平膨胀机(制氧)

6万等级空分装置主要设备选型建议书

一、空分系统简介

1.1系统描述

本制氧设备是一套采用下塔、上塔，液氧、液氮双泵内压缩和前段预净化流程的制氧装置。即采用常温分子筛预净化，空气增压透平膨胀机提供装置所需冷量，空气增压膨胀，双塔精馏，液氧、液氮双泵内压缩流程。整套空分装置采用DCS系统控制。流程和工艺遵循最先进和最通用的国际惯例，并贯彻以稳定运行为前提的设计模式。

本装置分两期建设，每期三套空分装置，其中二套供碎煤加压气化用，一套供水煤浆气化用，空分规模为每套6.8Nm3/h.(氧气)

1.2装置规模

注：1）所有产量单位为Nm3/h，为 0℃和 0.1013MPa(A)条件下测的体积流量，称为标态流量。 产 品

名 称 产 量

Nm3/h 纯 度

VOL 产品出界区压力

MPa(G) 产品出界区温度

℃ 备注

氧 气Ⅰ 68000 ≥99.6%O2 6.2 37 水煤浆气化

氧 气Ⅱ 68000 ≥99.6%O2 4.8 37 碎煤加压气化

液 氧 2000 ≥99.6%O2 0.15 饱和 连续进贮槽

氮气Ⅰ 28000 ≥99.99%N2

≤10ppmO2 0.45 37 连续

下塔抽压力氮

氮气Ⅱ 6000 ≥99.99%N2

≤10ppmO2 0.85 37 上塔顶部抽，外压缩

氮气Ⅲ 12000 ≥99.99%N2

≤10ppmO2 3.6 37 间断

液氮 2000 ≥99.99%N2

≤10ppmO2 0.15 饱和 连续进贮槽

工厂空气 3000 露点：＜-60℃ 0.8 40 分子筛后抽出

仪表空气 7000 露点：＜-60℃ 0.8 40 增压机中抽去仪表缓冲罐减压送出 2）产品压力在空分界区出口处测量。

1.3 后备系统规模：

1）1500M3液氧低温贮槽及配套事故液氧泵及汽化设备。

2）1500M3液氮低温贮槽及配套事故液氮泵及汽化设备。

3）500 M3液氩低温贮槽及配套充车泵。

专科毕业论文

题 目：

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指导老师：

二零一零年十二月

摘 要

空分装置主要是为气化车间气化炉提供高压氧气，为后部工号密封、置换、吹扫提供氮气，正常生产时为全厂提供仪表空气、装置空气及气化炉开工空气。此外本装置还提供液氧、液氮产品。

空分装置是以空气为原料。压缩机组将原料空气提到一定的工作压力送至空分装置，工艺采用膨胀机制冷、节流降温、直至空气液化，利用氧、氮、氩沸点的不同实现产品的分离。

关键字：空分装置 氮气 氧气 压缩机 膨胀机制冷

节流制冷 沸点

Abstract

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。

2O 穿透膜的速度比2N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）

1

7500m3/h制氧机组操作规程

编制：

审核：

批准：

2 前 言

制氧厂主要生产氧气、氮气、液氧，氧气、氮气通过管道输送至炼铁、炼钢、轧钢等后续工序使用，液氧汽化输入管网，其整个作业过程接触的有助燃物品氧气、液氧，易窒息物品氮气，发生事故的种类有燃烧、爆炸、窒息、冻伤。每个作业过程都存在着严重危险因素，危及人身、设备安全，为此特编写此规程以规范各种作业细节，杜绝事故的发生，确保制氧厂长期、安全稳定生产。

本次编写是在1版基础上，并据现扩大规模后生产实际，广泛征求一线员工意见，并经领导组严格审核而定，为此对本规程所有编写、审核人员及提出宝贵意见的员工表示感谢。

编写组

2011年3月1日

3 目 录

1、岗位职责 ……………………………………………………… 4

1.1制氧班长岗位职责…………………………………………… 4

1.2制氧工岗位职责……………………………………………… 5

2、制氧厂工艺概述及工艺流程 ………………………………… 5

2.1工艺概述……………………………………………………… 5

2.2工艺流程图…………………………………………………… 5

3、工艺设备性能参数…………………………………………… 6

4、技术、标准、规程…………………………………………… 6

4.1工艺条件……………………………………………………… 7

4.2工艺技术及标准……………………………………………… 7

4.2.1工艺技术…………………………………………………… 7

4.2.2工艺标准…………………………………………………… 7

4.3车间工艺制度………………………………………………… 7

4.4制氧工艺操作规程…………………………………………… 8

4.4.1工艺流程概述……………………………………………… 8

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制氧工题库

一填空题

1、离心式水泵在启动时，泵的出口阀门应处在

关闭

位置。 2、一个标准大气压下，氧气的液化温度为 -183℃ ，氮气的液化温度为

-196℃ ，氩气的液化温度为 -186℃ 。

3、分子筛纯化器的再生操作分为 泄压 ， 再生

， 冷吹 ， 充压

四步。

4、投用预冷系统，对空冷塔导气与通水操作顺序应为：先 导气

，后 通水 。

5、空分装置中某管道编号111AL01-100-16W-H，其中“AL”表示 低压空气 ，“W”表示 碳钢无缝管 ，“H”表示 保温 。

6、压缩机的临界转速是指 转速等于转子的固有频率时的转速 。

7、分馏塔系统中设置过冷器的作用是

降低节流汽化率 、 回收部分冷量 。

8、仪表中“F”表示

流量 、“I”表示 指示 、“C”表示 调节 、

“A”表示 报警 。

9、分子筛的吸附特性是 低温高压有利于吸附 、

高温低压有利于解吸 。

10、回流比是

下流液体 与 上升蒸汽 之间的比值，增大上塔的回流比能

降低 上塔的氧纯度、 提高 上塔氮的纯度。

11、 我车间空分装置的型号为KDON—28000/20000,K代表 空（KONG）气分离设备，D代表 低（DI）压，O、N代表主要产品介质化学元素符号为：氧，氮，28000/20000代表 氧、氮气产量，单位为Nm3/h。

12、 空气分离主要有3种分离方法，分别是低温法、吸附法、膜分离法。

13、 空分装置操作压力为0.5~0.6MPa是低压空分装置，压力为1~5MPa是中压空分装置，操作压力为10~20MPa是高压空分装置。

14、 空分装置按产量分为：大型>10000NM3/h、中型1000~10000NM3/h、小型<1000NM3/h。

15、膨胀比是指膨胀机内 进口压力与 出口压力 的绝压之比。