图解工业制氧生产工艺设计Word文件下载.docx

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氮气

二、工艺流程中各步骤工作原理及用途

1、空气过滤器

空气过滤器的净气室出口与空气压缩机入口相连接，当空气压缩机启动后，内部气压低于大气压，在负压作用下，从大气中红吸入加工空气。

空气经过过滤筒，灰尘灰尘会被滤网阻挡，无数小颗粒粉尘会吸附在过滤筒上，干净的空气进入空气压缩机中，所以过滤器中的滤筒需要经常吹扫。

此外空气过滤器外安装有一层粗滤网，起到初步过滤的作用。

2、空气压缩机

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。

空气压缩机类型为离心式空气压缩机，一个空压机车间里有两台空气压缩机，当空气压力不够的时候会启动另外一台增加压力。

⑴EZ45-2+1空压机工作原理（简图如图1所示）

空气走向为：

过滤器压缩压缩

增压增压

冷却

图1

⑴47YD112空压机工作原理

原理同上，不过增加了压缩空气的级数，经过四级压缩三次冷却，管口分布为：

一进

图2

相同颜色代表管径相同

3、空冷塔和水冷塔

工艺流程如图3所示。

自空压机压缩后的高温空气

进入空冷塔压缩空气在空冷塔上升过程中，与塔上部喷入低温冷冻水

、中部喷入的循环冷却水

进行直接接触换热，将空气冷却后

送入分子筛。

从空冷塔中出来的冷却水

返回到冷却水循环系统中。

进入水冷塔的冷却水

与从水冷塔底部进入的干燥空气

进行逆流接触，干空气吸收水分达到饱和从塔顶释放

，冷却水温度降低形成冷冻水

，该冷冻水由泵打入空冷塔上部对空气进行冷却。

进入分子筛

冷却后的空气

冷冻水

循环冷却水

吸收热量后的空气

压缩空气

冷却水

升温的循环水

干燥的空气

回到冷却水循环系统

图3

4、分子筛

分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。

由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。

当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。

由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。

5、换热器

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备

6、膨胀机

增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。

其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与空气分馏。

7、空气分馏塔

空气分馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。

从而得到高纯度组份的设备。

空气被冷却至接近液化温度后送入分馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。

由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。

同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。

由于氮是易挥发组份。

因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。

就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到99.999％。

一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。

同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的分馏，将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。

由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。

液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到99.6％的液氧。

8、氧压机

从空气分馏塔中分馏出来的低压氧气经过氧压机加压后送入氧气储槽中储存。

9、氮压机

从空气分馏塔中分馏出来的低压氮气经过氮压机加压后送入氮气储槽中储存。