空分知识问答.docx

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空分知识问答

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/h

2、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）=9t/5+32

3、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0.15MPa（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。

（5分）

2）节流前后的压差越大，温降越大。

（5分）

26、什么叫膨胀机的制冷量？

（10分）

答：

膨胀机是气体推动工作轮对外做功的机器，从而使气体本身的能量减少，反映出焓值降低，温度、压力减小，相当于外部从气体中取走一部分能量。

因此，膨胀机的制冷量也就是指通过对外做功，从气体中取走能量的多少。

27、影响下塔液空O2纯度的因素有哪些？

（10分）

答：

下塔液空O2纯度在35-38％左右，液空纯度主要受三个因素影响：

1）下塔压力。

压力越高，平衡浓度降低，液空纯度越低。

（4分）

2）与装置冷损有关。

冷损越大，液空浓度越低。

（3分）

3）与二塔回流比有关。

抽取馏分时越小，液空浓度越低。

（3分）

28、膨胀机振动大的原因有哪些？

（10分）

答：

膨胀机振动大的原因有：

1）转子动平衡不良。

（2分）

2）转子的共