制氧厂工艺.ppt

1、1空气中氧、氮、氩的空气中氧、氮、氩的含量分别是多少？含量分别是多少？氧氧(O2)(O2)占占20209595；氮氮(N2)(N2)占占78780808；氩氩(Ar)(Ar)占占0 09393；二氧化碳二氧化碳(C02)(C02)占占0 00303。2常用空气分离法低温法低温法 先将空气通过压缩、膨胀降温，直至空气液化，再利用氧、氮的气化温度（沸点）不同，沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸汽与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多的蒸发，气体中的氧较多的冷凝，使上升蒸汽中的含氮量不断提高，下降液体中的含氧量不断增大，以此实现将空气分离，要将空气液化，需将空气冷却

2、到100K以下的温度，这种制冷叫深度冷冻，而利用沸点差将液空气分离的过程叫精馏过程。低温法实现空气分离是深冷与精馏的组合，是目前应用最为广泛的空气分离方法。它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜（0.1m）或中空纤维膜时，氧气穿透薄膜的速度约为氮气的45倍，从而实现氧、氮的分离。这种方法装置简单、操作方便、启动快、投资少，但产品的氧浓度一般适宜在28%35%，规模也只宜中、小型，所以只适用于富氧燃料或医疗保健等方面，目前在玻璃窑炉中已得到实际应用。它是让空气通过填充有某种多孔性物质-分子筛吸附塔，利用分子筛对不同分子具有选择性吸附的特点让氧分子通过，因而可得到纯度较高的氧气，相反有

3、些吸附剂对氧具有强吸附性让氮分子通过产生较高纯度的氮气。这种方法流程简单、操作方便、运行成本低，但难获得高纯度的产品，产品氧纯度在93%左右，并且，它仅适用于容量不太大（小于4000m3/h）的空分装置。膜分离法膜分离法吸附法吸附法业内现今主要使用的三种空气分离方法业内现今主要使用的三种空气分离方法3培训项目培训项目三、主要质量、安全控制点三、主要质量、安全控制点二、空分工艺流程及设备简介二、空分工艺流程及设备简介一、概况简介一、概况简介41、制氧厂概况：、制氧厂概况：制氧厂现共有一、二、三期，其中一期空分容量为制氧厂现共有一、二、三期，其中一期空分容量为10000Nm3/h，二、三期是，二、

4、三期是21000Nm3/h。以三期为例：以三期为例：21000Nm21000Nm3 3/h/h是指每小时产生的气态氧为是指每小时产生的气态氧为2 2万万立方米立方米。这里的这里的2100021000立方米是指冷箱中每小时产出的氧气体积数量，不是立方米是指冷箱中每小时产出的氧气体积数量，不是氧压机出口体积数量，且氧压机出口体积数量，且不包含液氧。不包含液氧。NmNm3 3/h/h代表的意义是在代表的意义是在0 00 0C C、一个标准大气压下的气体体积。、一个标准大气压下的气体体积。2、原料、产品、原料、产品原料是取之不尽、用之不竭的空气；原料是取之不尽、用之不竭的空气；产品是氧气、液氧、氮气、

5、液氮、氩气、液氩；产品是氧气、液氧、氮气、液氮、氩气、液氩；3、成本、成本由于原料是空气，所以制氧厂的日常耗用只有电和水，而电耗大由于原料是空气，所以制氧厂的日常耗用只有电和水，而电耗大概占了总耗用的概占了总耗用的96%，所以这是制氧节支降本的关键。，所以这是制氧节支降本的关键。概况介绍概况介绍5培训项目培训项目三、主要质量、安全控制点三、主要质量、安全控制点二、空分工艺流程及设备简介二、空分工艺流程及设备简介一、概况简介一、概况简介6空分工艺流程简介空分工艺流程简介自洁空气过滤自洁空气过滤 器器 空气压缩机空气压缩机 空气冷却塔空气冷却塔 分子筛吸附器分子筛吸附器增压透平膨胀增压透平膨胀机机

6、 主换热器主换热器 氧、氮分馏塔氧、氮分馏塔 精氩分馏系统精氩分馏系统 精氩储槽精氩储槽 氮气压缩机氮气压缩机 氧气压缩机氧气压缩机 减压站减压站 炼钢等用户炼钢等用户 液氩泵液氩泵 减压站减压站空气空气7自洁空气过滤器自洁空气过滤器脉冲反吹自洁过滤器1、ZKG-3000型空气过滤器位于空透压缩机前端，主要用于捕集空气中2um的尘粒，过滤效率大于99.5%，净除后空气 中 含 尘 量 小 于0.5mg/m3。2、滤筒矩阵式排列在里面，一般40秒到1分钟反吹一次，时间可根据设备状态需要调节。8空气压缩机空气压缩机冷却水管冷却水管主电机主电机92、空压机 21000Nm3/h空分装置配置的是RIK

7、80-4型离心压缩机。空气经空压机压缩至0.60Mpa(A)左右。空压机在空分装置中的作用：一是提提供供深深冷冷必必须须的压力和动力；二是提供原料空气。的压力和动力；二是提供原料空气。空压机的主要设计参数流量：109000 Nm3/h 主电机额定电压：10000 V主电机额定功率：11000 KW 主电机额定转速：1489 rpm/S10空气冷却塔空气冷却塔水冷塔空冷塔v水冷塔的作用 从塔顶进入的常温水被污氮气污氮气（含氮量？%的气体）冷却，从水冷却塔底部排出经低温水泵加压后，成为空气冷却塔上部的冷却水。v空冷塔的作用 空气自下而上穿过空气冷却塔，与冷水进行热质交换，在冷却的同时得到清洗，空气

8、经空冷塔冷却后，温度降低至15以下。后低温气体进入分子筛。11分子筛吸附器分子筛吸附器v分子筛的主要作用：分子筛的主要作用：v吸附空气中的二氧化碳、部分碳氢化合物及水蒸气。吸附空气中的二氧化碳、部分碳氢化合物及水蒸气。v PS:PS:分子筛吸附器还有配套运行的三台电加热器分子筛吸附器还有配套运行的三台电加热器 ，用于分子，用于分子筛的再生，其中两组运行一组作为备用。筛的再生，其中两组运行一组作为备用。分子筛的主要组成：分子筛的主要组成：分子筛吸附器是分子筛吸附器是卧式单层筒体外绝热卧式单层筒体外绝热筒体，双层床结构。筒体，双层床结构。分子筛吸附器中填装分子筛吸附器中填装着吸附剂，其中活性着吸附

9、剂，其中活性氧化铝对于含水量较氧化铝对于含水量较高的空气，吸附容量高的空气，吸附容量比较大。比较大。空气纯化器切换空气纯化器切换使用，工作时间为使用，工作时间为4小时，工作温度为小时，工作温度为160以上。以上。12电加热器电电加加热热器器一一期期两两个个一一用用一一备备；二二、三三期期三三个个，两两用用一备。一备。13空气经净化后，由于空空气经净化后，由于空气纯化器的吸附热，温度气纯化器的吸附热，温度升至升至24左右，然后分两路。左右，然后分两路。换热器换热器增压膨增压膨胀机增压胀机增压14增压透平膨胀机增压透平膨胀机作用：利用气体经膨胀机进行绝热膨胀，产生空分装置所必须的冷量，其所产生的机

10、械功又被增压机所吸收，用以提高增压气体的压力。15主换热器；氧、氮分馏塔；精氩分馏系统主换热器；氧、氮分馏塔；精氩分馏系统空分塔主要包括换热器、氧、氮分流塔和精氩分馏系统三个部分。空分塔以珠光沙填充，以达到保温隔热的作用，珠光沙为白色颗粒状，密度较小，大约为43.2055 kg/m3。16主换热器主换热器直接进入主换热器的空气直接进入主换热器的空气在在主换热器中与返流气体主换热器中与返流气体(纯氧纯氧、纯氮、污氮、压力氮、纯氮、污氮、压力氮)换热换热达到接近空气液化温度约达到接近空气液化温度约-173进入进入分馏塔下塔分馏塔下塔。增压空气增压空气在主换热器内被返流气体冷却至在主换热器内被返流气

11、体冷却至166K(-107)左右进入膨胀机膨胀制左右进入膨胀机膨胀制冷，再经膨胀后换热器换热送入冷，再经膨胀后换热器换热送入上塔上塔。两路空气温度差异的原因是增压空两路空气温度差异的原因是增压空 气的温度比直接进入主换热器的空气高。气的温度比直接进入主换热器的空气高。17分馏塔分馏塔氧、氮分馏塔氧、氮分馏塔氧氧、氮氮分分馏馏塔塔又又称称为为主主塔塔，是是氧氧、氮氮精精馏馏过过程程完完成成的的主主要要设设备备，并并提提供供制制氩氩所所需的氩馏分气体。需的氩馏分气体。氧氧、氮氮、氩氩的的液液化化温温度度分分别别是是：-183 、-196 、-186。NARON富氧液空富氧液空18v纯氧气从上塔底部

12、引出，并在主纯氧气从上塔底部引出，并在主换热器中复热后出冷箱进入低压换热器中复热后出冷箱进入低压氧气管网。氧气管网。v污气氮从上塔上部引出，在过冷污气氮从上塔上部引出，在过冷器及主换热器中复热后，部分作器及主换热器中复热后，部分作为空气纯化器的再生气体，部分为空气纯化器的再生气体，部分作为水冷塔冷却气体以降低冷却作为水冷塔冷却气体以降低冷却水水温。水水温。v纯气氮从上塔顶部引出，在过冷纯气氮从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，器及主换热器中复热后出冷箱，进入低压氮气管网。富余纯气氮进入低压氮气管网。富余纯气氮去水冷塔与污氮气一起预冷空冷去水冷塔与污氮气一起预冷空冷塔上段冷却水。塔

13、上段冷却水。NARO19氩馏分氩馏分制氩系统：制氩系统：纯纯液液氩氩采采用用低低温温全全精精馏馏法法制制取取。从从上上塔塔氩氩馏馏分分抽抽口口抽抽出出氩氩馏馏分分气气体体，含含氩氩量量为为7-14%(体体积积)，含氮量小于含氮量小于0.06%(体积体积)。氩氩馏馏分分气气体体在在氩氩系系统统中中先先经经过过粗粗氩氩塔塔（氮氮氩氩分分离离）得得到到纯纯度度98-99.8%含含氧氧2ppm的的粗粗氩氩，后后经经过过纯纯氩氩塔塔（氧氧氩氩分分离离）进进 一一 步步 精精 馏馏 得得 到到99.99%（四四九九级级）的的精精液氩送入贮槽。液氩送入贮槽。20氮气压缩机氮气压缩机作用：氮压机是把低压产品氮

14、气经过多级加压冷却后输送到用户端，以此来满足用户压力流量要求。21氧气压缩机氧气压缩机氧压机的作用就是将空分出来的低压氧气压缩提压后，提供给炼钢、炼铁用户使用。22球罐球罐球罐的主要作用在于储存气体和气体压力缓冲。一个球罐能储存400650立方米的气体不等，根据工艺设计的不同，三期球罐和大小都不一样，具体情况如下：项目项目氧气氧气M3氮气氮气M3氩气氩气M3数量数量体积体积数量数量体积体积数量数量体积体积一期一期14051405130二期二期16501650130三期三期2400265023023储氧、氮、氩储槽储氧、氮、氩储槽这是三期的液态储槽共5个，包括两个液氧储槽和两个液氩储槽各能储存1

15、00M3的液体；还有一个是液氮储槽，能储存50 M3的液体。24液氧储槽液氧储槽该该储储槽槽是是在在各各期期液液氧氧储储存存不不了了的的时时候候才才启启用用，由由于于管管路路较较多多、气气化化比比例例较较大大、冷冷量量不不够够等等原原因利用时间很少。因利用时间很少。25总结v简单来说，空气在该系统能够被分离，其过程可概括为四简单来说，空气在该系统能够被分离，其过程可概括为四点点:v1、净化空气（粉尘、水、净化空气（粉尘、水、CO2、碳氢化合物等）；、碳氢化合物等）；v2、膨胀降温（第一次膨胀机降温后空气温度可达到、膨胀降温（第一次膨胀机降温后空气温度可达到-160，后经空分塔中两次（，后经空分

16、塔中两次（V1和和V3）截流进一步降温）截流进一步降温）；v3、利用各种气体沸点不同和热交换（精馏过程）最终把、利用各种气体沸点不同和热交换（精馏过程）最终把各种气体分离出来；各种气体分离出来；v4、把气体增压提供给用户，液态气体出售。、把气体增压提供给用户，液态气体出售。26培训大纲培训大纲三、主要质量、安全控制点三、主要质量、安全控制点二、空分工艺流程及设备简介二、空分工艺流程及设备简介一、概况简介一、概况简介27主要质量、安全控制点主要质量、安全控制点制氧主要质量控制点：制氧主要质量控制点：v产品氧气、氮气数量差别的原因是大多数氮气以产品氧气、氮气数量差别的原因是大多数氮气以污氮的形势经分子筛、水冷塔等部位排到了空气污氮的形势经分子筛、水冷塔等部位排到了空气当中，不可能完全分离。当中，不可能完全分离。v PS:压力氮是下塔的高压纯氮，用于仪表气、密封气压力氮是下塔的高压纯氮，用于仪表气、密封气等，氮气是上塔产生的低压产品氮气。等，氮气是上塔产生的低压产品氮气。为什么氮氧产品比例不与空为什么氮氧产品比例不与空气中一样？气中一样？28v影响产品质量的主要因素：影响产品质量的主要因素：