空分理论试题doc文档格式.docx
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14、露点越低，表示空气中的水分含量越——————。
少
15、气体正常沸点：
氧气———————℃，氮气———————℃，氩气———————℃。
－183
195.8
－185.9
16、焓是表示流体在流动时，流体的————————与————————之和。
内能
流动能
17、在标准状态下，1标米3氧重——————公斤，1标米3氮重——————公斤，1标米3空气重——————公斤。
1.43
1.25
1.293
18、1升液氮重——————公斤，汽化后约合——————标米3气氮。
0.81
0.65
19、1升液氧重——————公斤，汽化后约合标准状态——————标米3气氧。
1.14
0.8
20、通常把低温物体相对于周围空气温度所具有的吸收热量能力大小叫————————。
冷量
21、膨胀量越多，制冷量也———————，它们是成——————的关系。
越大
正比
22、空分装置制冷量主要有————————————和————————————、————————————。
节流效应制冷
膨胀机制冷量
冷冻机制冷量
23、稀有气体中沸点最低的气体是———————。
氦气
24、膨胀机的效率是指————————制冷量与————————制冷量的比值。
实际单位
理想单位
25、常温时塑性和韧性都很好的低碳钢，在低温时表现为＿＿＿＿。
脆性
26、工业上采用的换热方法按其工作原理和设备类型分为＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿，
二、选择题（每单选1分，多选2分）
1、某车间在制氩部分调试时，测得产品氩中含氧量为0.1%。
下列氩中含氧量指示正确的是：
（B）
A、10000PPMO2
B、1000PPMO2
C、100PPMO2
2、液氧中碳氢化合物的浓缩会造成不安全因素，下列那些不属于碳氢化合物。
（C）
A、乙炔
B、乙烷
C、二氧化碳
3、PICS3017中，P、I、C、S的含义分别是：
A压力、指示、调节、联锁
B流量、指示、调节、报警
C压力、调节、指示、联锁
4、对膨胀机来说，在理想情况下，为一可逆过程，熵的变化正确的是：
A、增加、
B、减少
C、不变
5、使主冷液位下降的原因，下列说法正确的是：
（A）
A、环境温度升高
B、上、下塔压力差增大
C、粗氩塔发生氮塞
6、下列哪种情况下，主冷凝蒸发器的传热温差增加：
A、液氧纯度降低
B、下塔顶部氮纯度降低
C、下塔压力降低
7、氮压间应设置通风换气设施，以确保室内空气中氧含量不小于（②
）。
①10%
②18%
③21%
④23%
8、膨胀机加温时，应该（②）。
①
空气进出口阀应关闭，紧急切断阀应关闭，膨胀机喷咀应打开。
②
加温气体流路方向与膨胀空气的流路方向相反。
③
加温时应关闭膨胀机的密封气。
9、某氧气管道的材质为碳钢，工作压力为1.1～2.5MPa，则其中氧气的最高允许流速是（③）米/秒。
①8
②10
③15
④25
10、空气、氧气、氮气、氩气、蒸气管道的色标为（④
①白色、天蓝色、黄色、银灰色、红色
②深蓝色、天蓝色、棕色、银灰色、红色
③深蓝色、绿色、黄色、银灰色、白色
④深蓝色、天蓝色、黄色、银灰色、红色
11、GB16912-1997《氧气及相关气体安全技术规程》中规定，盛装低温液体的敞口杜瓦容器最大充装量应控制在容器的（③
）液位高，不准超装。
①1/2
②1/3
③2/3
④3/4
12、正常工况下，氩槽气氩引回精氩塔的目的是（b）
a、防止贮槽汽化超压
b、回收气氩
c、避免环境污染
13、根据JB6898-1997《低温液体贮运设备使用安全规则》，液氧、液氮、液氩均为低温液体，在101.325kPa压力下，它们的沸点分别是（③）℃。
①-182.83,-185.71,-195.65②-195.65,-185.71,-182.83
③-182.83,-195.65,-185.71④-195.65,-182.83,-185.71
14、JB6898-1997《低温液体贮运设备使用安全规则》中规定，容器和槽车容器的充满率不得大于（③）。
①5%
②50%
③95%
④100%15、液位的测量，实际上是（A
）的测量。
A压力差
B温度差
B压力
C温度
16、气体节流后的温度一般会（C
）
A升高
B
不变
C
降低
17、液空节流阀可控制（C
A液空纯度
液空温度
C
液空液位
18、再生的方法是（B
A
降温再生
B
加热再生
C更换吸附剂再生
19、空气的饱和含水量和温度的关系是（B）
A、温度越高，饱和含水量越小B、温度越高，饱和含水量越大C、饱和含水量和温度无关
20、在一个大气压下，氧、氮、氩的沸点由高往低的排列顺序是（B）
a、氧、氮、氩
b、氧、氩、氮
c、氮、氩、氧
d、氮、氧、氩
21、区分精馏段和提馏段的是（B）
A、上塔膨胀空气进料口B、上塔液空进料口C、上塔氩馏分取出口
22、空气的液化温度（压力不变时）（B
A、比氧高
B、比氮高
C、比氮低23、气体管道产生振动的原因是＿＿＿＿ABD
A、压缩机动力不平衡 B、管内气体压力脉动
C、放空阀开启 D、支架位置不适宜
24、关于油压容器，以下正确的说法是＿＿＿＿ABC
A、油压消失时短时紧急供油 B、利用气体的可压缩性
C、稳定油压 D、利用油传递动力
25、当透平压缩机发生喘振时，哪些参数使防喘振阀自动打开＿＿＿＿C
A、振动值 B、空气流量
C、未级排气压力 D、吸入压力
26、压缩机排气温度过高会导致＿＿＿＿ABC
A、有机物分解 B、机件变形
C、能耗增加 D、压比增大
27、氧气阀门的专用性表现在＿＿＿＿ABCD
A、与氧气接触的阀体选用不会产生火花的（硅）黄铜
B、密封函选用难燃或阻燃材料
C、阀门需经严格脱脂
D、阀门的气密试验要求严格
28、好的氧压机轴封及一定轴封压力的作用是＿＿＿＿C
A、防止氧气外漏 B、防止氧气内漏
C、保证润滑油不进入机体内气流通道
29、设备配置上消除共振的措施有＿＿＿＿ABCD
A、缓冲器 B、节流孔板 C、支架位置 D、管道长度、形状
30、压缩机的中间冷却器一般是气体走管间，其主要原因是＿＿＿＿BC
A、冷却器外壳可承受高压力 B、气体流向可控制
C、换热面积可作大 D、可改变气体传热系数
三、判断题（每题1分）
1当进装置的空气压力突然下降时。
由于空气量的减少，主冷液位随之上升。
（对）
2下塔液空纯度下降，可通过液空节流阀调整。
（错）
3因冷端温差太大，造成二氧化碳冻结区缩短，自清除无法保障。
4气体流量越大，流动阻力越小。
5液空中氧纯度太低，会造成氧的提取量下降。
6当气氮纯度一定时，温度越高，液化所需压力越高。
7铂电阻温度计是根据其电阻值随温度变化而变化的特性而制成的，当温度升高时，其电阻值降低。
8在高山上烧水时，发现开水的温度只有88℃，这说明水的沸点随压力升高而降低。
9热力学温标和摄氏温标的每一刻度值大小相等。
10有人说，膨胀机在开车时，随着机前温度的下降，膨胀量会渐渐升高。
11饱和液体的密度随着饱和温度的升高而降低。
12、P绝＝P大气－P真空度＝P表＋P大气压。
（√）
13、压缩机是用使气体分子互相接近的方法来提高压力的。
14、氧活塞的气阀的开与关是靠运行时阀片两边的压差实现的。
15、平衡盘是为减少工作轮作用到止推轴承的轴向推力而设的。
16、工作轮的叶片是使气体在工作轮旋转的条件下获得压力能和速度能。
17、后弯型叶片损失小，且效率高。
18、当气流通过整个迷宫式密封时，压力是逐渐下降的。
19、叶轮不是离心压缩机对气体作功的唯一元件。
（×
20、氧气管道的吹扫速度应不小于20m/s。
21、活塞式压缩机由于惯性力大，所以机器转速较低。
（
§
22、单轴离心压缩机所有的轴向力都通过油膜作用在止推轴承上。
×
）
23、多级压缩可以节省压缩功，因此级数越多越好。
×
24、活塞式压缩机在排气管附近设缓冲器，可以减少气体压力脉动所引起的装置振动。
25、对压缩机启动前的盘车是为了确认转子灵活无卡滞。
（§
26、中间冷却器排气温度的高低对提高压比、节省能耗有明显的影响。
27、膨胀空气全部送入上塔总比部分旁通要好。
28、在冷、热流体的性质、流量、进出口温度及换热面积都相同的条件下，逆流布置平均温差最大，叉流次之，顺流最小。
§
29、空分系统中，最低温度为膨胀机出口处。
30、降低液体泵的安装高度，以提高泵的进口压力，可防止泵的气蚀现象。
四、简答题
1、为了保证制氧机组的安全运行，一套完整的制氧机组中设置了哪些具有净化原料空气功能的设备，分别是用来去除什么杂质的？
（共6分，每个要点2分）
答：
（1）分子筛及板式换热器清除水分和二氧化碳
（2）空气过滤器清除灰尘（3）空气冷却塔清除空气中灰尘和溶解一些有腐蚀性的气体。
2、我们常常会遇到低温液体泵的"
汽蚀"
现象，请问以水为介质的高压水泵是否会发生这种现象，为什么？
（共4分，每个要点2分）
（1）不会。
（2）因为水是过冷液体。
3、膨胀机烧瓦有哪些原因？
（共7分，每个要点1分）
⑴转速过高
（2）油压低（3）间隙压差大（4）备用机阀门未关，造成烧瓦（5）风机制动的膨胀机倒转（6）油压容器未充气（7）停车后，辅助油泵未启动
4、由于电网故障，空压机突然停车，空分工应如何进行操作？
（1）停高压泵
（2）倒仪表气（3）停膨胀机（4）全开液体节流阀（5）停止产品外送（6）干燥器及电加热器停止送电（7）停制氩系统
5、系统检修后，空分启动时，发现1＃高压水泵在进出口阀全开的情况下，不出水。
会有哪些原因？
（共4分，每个要点1分）
（1）串气
（2）倒转（3）过滤器堵塞（4）进水管道内无水
6、节流温降的大小与哪些因素有关？
⑴节流前的温度。
节流前的温度越低，温降效果越大。
⑵节流前后的压差。
节流前后的压差越大，温降越大。
7、切换式换热器的切换时间是根据什么确定的？
（1）切换式换热器的切换时间是根据保证通道不被冻结来决定的。
（2）一般规定，在空气通道截面积堵塞20~30%时即需进行切换。
（3）切换时间就是根据雪花沉积量最大的截面上，通道被堵塞25%时所需的时间来确定的。
8、水冷却塔中污氮是怎样把水冷却的？
（共10分，每个要点2分）
（1）水冷却塔是一种混合式换热器。
（2）从空气冷却塔来的温度较高的冷却水，从顶部喷淋向下流动，切换式换热器（或主换热器）来的温度较低的污氮气自下而上的流动，二者直接接触，既传热又传质，是一个比较复杂的换热过程。
（3）一方面由于水的温度高于污氮的温度，就有热量直接从水传给污氮，使水得到冷却。
⑷另一方面，由于污氮比较干燥，相对湿度只有30%左右（或者更低），所以水的分子能不断蒸发、扩散到污氮中去。
而水蒸发需要吸收汽化潜热，从水中带走热量，就使得水的温度不断降低。
⑸必须指出，污氮吸湿是使水降温的主要因素，因此污氮的相对湿度是影响冷却效果的关键。
这也是为什么有可能出现冷却水出口温度低于污氮进口温度的原因。
9、哪些因素会影响到离心式压缩机的排气量？
（共6分，每个要点1分）
⑴空压机进口阻力增加，如导叶开度过小，阀门故障等原因。
⑵空气滤清器和过滤网阻力增大，造成吸气阻力增大。
⑶压缩机冷却器效果不好，使机器效率下降。
⑷机器密封不好，有泄漏，冷却器有泄漏，使一部分气体漏掉。
⑸电网的频率和电压下降，引起电动机转速下降，排气量下降。
⑹吸气温度升高，气体密度减小。
10、氧的提取率：
（3分）在采用空气分离法制取氧气时，氧的提取率以产品氧中的总氧量与进塔加工空气中的总氧量之比来表示。
11、临界温度：
（3分）对每一种物质来说，当温度超过某一数值时，无论压力提得多高，也不可能再使它液化。
这个温度叫临界温度。
临界温度是该物质可能被液化的最高温度。
12、什么叫三相点？
（6分）
答；
在特定的温度、压力下（2分），物质可以气、液、固三相共存（2分），此时的温度、压力称为三相点（2分）。
13、什么叫回流比？
（4分）
在空气精馏中，回流比一般是指塔内下流液体量与上升蒸气量之比，它又称为液气比。
14、分离空气有哪几种方法？
哪种方法最经济？
（5分）
1.化学法（1分）。
2.电解法（1分）。
3.吸附法（1分）。
4.深度冷却法（1分）。
最经济的是深度冷却法（1分）。
15、精馏的原理是什么？
精馏的原理是利用两种物质的沸点不同，多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发，来实现分离的目的。
16、什么叫泵的“汽蚀现象”？
（6分）
当泵入口处压强小于液体饱和蒸汽压时（2分），液体就在泵入口沸腾，产生大量汽泡冲击叶轮，泵壳、泵体发生振动和不正常的噪音，甚至使泵损坏（2分），此时泵的流量、扬程、效率都急剧下降，这种现象称为泵的“汽蚀现象”（2分）。
17、简述空气深冷分离的原理？
（8分）
先将空气压缩，再膨胀降温，冷却后液化（2分），利用氧、氮沸点不同，在空分塔内，一定的压力、温度下，通过蒸气和液体的相互接触（2分），蒸气中较多的氧被冷凝，液体中有较多的氮蒸发（2分），通过多次接触，实现氧、氮分离的目的（2分）。
18、透平膨胀机制冷的原理是什么？
从气体流经膨胀机的整个过程来看，气体压力降低是一膨胀过程，同时对外输出了功（2分），输出外功是靠消耗气体内部的能量（2分），反映出温度降低，焓值减小，即是从气体内部取走了一部分能量，通常说制得了冷量（2分）。
19、分子筛吸附的原理？
分子筛内空穴占体积的50％左右，每克分子筛有80～700m2的表面积吸附产生在空穴内部（3分），能把小于空穴的分子吸入孔内，把大于空穴的分子挡在孔外，起着筛分分子的作用（3分）。
20、什么叫“冷量平衡”？
冷量不平衡对空分生产有何影响？
空分装置“冷量平衡”是指装置总产冷量与总冷损相等（2分）。
当冷量消耗大于制冷量，则为冷量不足；
冷量消耗小于制冷量，为冷量过剩（2分）。
这两种情况都称冷量不平衡，会影响上塔主冷液面下降或上涨，引起氧气和氮气质量波动（2分）。
因此，应对制冷量作相应的调整，以便在新的基础上达到新的平衡（2分）。
21、什么叫再生？
再生就是吸附的逆过程（2分）。
由于吸附剂让被吸组分饱和以后，就失去了吸附能力（2分），必须采取一定的措施恢复吸附剂的吸附能力，这就是再生（2分）。
22、氮水预冷器的工作原理？
氮水预冷器的工作原理是利用返流污氮气体未饱和度使部分水蒸发（2分），水蒸发时吸收汽化潜热，使水温降低（2分），再用它来冷却加工空气，降低进塔空气温度（2分）。
23、节流效应温降的特点是什么？
空气在节流前后压力差越大，节流后空气的温度降低得越多（2分）。
节流前空气温度越低，节流后空气的温度降低得越多（2分）。
24、空分冷状态全面加温前为什么排液后要静置一段时间？
空分塔液体排完后一般都要静置一段时间，其目的是让装置自然升温（2分），使设备内残余液体蒸发，防止设备骤然受热造成热应力的破坏（2分），同时可以避免残余液体汽化过快而造成的超压事故（2分）。
25、为什么说主冷液氧面上升或下降是判断冷量是否充足的主要标志？
（10分）
空分装置在稳定的工况下，装置的产冷量与冷量消耗保持平衡（2分），装置内各部位的工况不随时间变化，主冷的液氧面也保持稳定（2分），仅有波动，无上升或下降趋势，当冷量过多时，空气进下塔的含湿量过多，在下塔顶部主冷凝器中，需冷凝的氮气量减少，相应的液氧蒸发量也减少，液氧面就会上升（2分），反之，制冷量过少，空气进下塔的含湿量减少，在下塔顶部冷凝器中，需冷凝的氮气量增加，相应的液氧蒸发量也增加，液氧面就会下降（2分），因此，主冷中液氧面的变化是判断装置冷量是否充足的主要标志（2分）。
26、节流膨胀与等熵膨胀比较各有什么特点？
两者比较，⑴从降温效果看，等熵膨胀比节流膨胀大得多（2分）。
⑵从结构来看，节流阀结构简单，操作方便；
膨胀机结构复杂，操作维护要求高（2分）。
⑶节流阀适用于气体和液体，膨胀机只适用于气体（2分）。
27、液体排放阀打开后关不上是什么原因？
怎么办？
液空、液氧排放阀往往打开后关不动，这主要是阀门填料函处有水分（2分），当排放液体时，温度下降就产生冻结（2分），为防止这种现象，在排液体初期应不断转动阀门，不使阀门冻住（2分）。
如果已发生冻结现象，可用蒸气加热填料函，然后再关闭（2分）。
28、空气冷却塔有什么作用？
空气冷却塔的主要作用是降低空气进空分塔的温度（2分），空气和水直接接触，既换热又受到洗涤，清除空气中一部分杂质（2分）。
另外由于空气冷却塔容积较大，对加工空气起到缓冲作用（2分），使空压机在切换时，不易超压（2分）。
29、润滑油的作用是什么？
⑴运动部件之间充入润滑油形成油膜，减少摩擦（2分）。
⑵对运动表面形成冷却，将摩擦热带走（2分）。
⑶对运动表面进行冲刷和洗涤（2分）。
⑷亦可起密封作用（如：
活塞、轴封等部位）（2分）。
30、空分装置启动时间和哪些因素有关？
空分装置启动时间依空分装置的生产能力和制冷能力（2分），设备外形尺寸及结构（2分），保冷材料的性质（2分），启动时，装置所处的温度工况及启动方法和操作水平有关（2分）。
五、论述题
1、吸附剂的吸附性能如何衡量，吸附容量与哪些因素有关？
（共10分，每个要点1分）
⑴吸附剂的吸附能力以静吸附容量和动吸附容量来表示。
⑵静吸附容量是在一定温度和被吸附组分浓度一定的情况下，每单位质量（或单位体积）的吸附剂达到吸附平衡时所能吸附物质的最大量，即吸附剂所能达到的最大吸附量（平衡值）与吸附剂量之比。
⑴动吸附容量是吸附剂到达“转效点”时的吸附量（用吸附器内单位吸附剂的平均吸附量来表示）。
⑵通常以“转效时间”来计算，即从液体开始接触吸附剂层到“转效点”的时间。
⑶“转效点”是流体流出吸附剂层时被吸组分浓度明显增加的点。
⑷由于气体（或液体）连续流过吸附剂表面，吸附剂未达饱和（吸附量未达最大值）就已流走，故动吸附容量小于静吸附容量，一般取静吸附容量的30~40%。
设计时用动吸附容量。
影响吸附容量的因素很多，主要有：
⑴吸附过程的温度和被吸组分的分压力。
⑵气体（或液体）的流速。
⑶吸附剂的再生完善程度。
⑷吸附剂厚度。
2、进上塔的膨胀空气量受什么条件限制？
⑴进上塔的膨胀空气量首先受最小回流比的限制。
膨胀空气进上塔后的回流比应大于最小回流比。
⑵当要求氮气纯度低时，最小回流比也减少，允许进上塔的膨胀空气量就可以多些，这时氧的提取率也相应地降低。
⑶如果液空纯度高，液空量就较少，相应的液氮量就会增大。
这将使精馏段的回流比增大，允许送入上塔的膨胀空气量就可适当增加。
⑷氧气的纯度低一些，允许送入的膨胀空气量就可以多一些。
⑸总之，送入上塔的膨胀空气量应综合考虑回流比、塔板数、氧、氮及液空纯度等诸因素的影响，以保证在不使产品纯度和氧提取率下降太多，又不过多增加塔板数和能耗的情况下，送入适量的膨胀空气。
目前，一般允许送入上塔的膨胀空气量是0.15~0.25的加工空气量。
3、压缩机冷却器冷却效率降低的特征与原因是什么？
冷却器冷却效率降低，其特征是：
⑴排气温度高（1分），⑵能耗增加（1分），⑶排气量减少（1分）。
其原因是：
⑴水质不好，冷却器结垢，传热效果下降（2分），⑵冷却器泄漏，气水相通，使冷却效果下降（2分），⑶冷却水量少，冷却水温高（2分），⑷冷却器隔板坏，使水走短路，使冷却效果下降（2分）。
4、怎样进行裸冷，裸冷后要做些什么工作？
（8分，每个要点1分）
⑴在裸冷中应依次把精馏塔、主冷凝蒸发器等主要设备冷却到最低温度，各保持2h。
⑵然后冷却整个空分设备，直至达到平衡温度，使所有设备管道处表面都结上白霜，并保持3~4h。
⑶在冷态下应详细检查各部位的变形和泄漏。
⑷泄漏点的位置可以根据结霜的情况加以判断，并应做好标记。
⑸冷冻后，首先应将法兰螺钉再次拧紧，以弥补低温下由于热胀系数不同而引起的螺钉松驰现象。
但亦应注意不可拧得太紧，以防预应力太大。
⑹然后扫霜，并勿使霜熔化在保冷箱内，影响保冷材料的充
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