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空气分离设备的系统组成 空分设备原理是什么

荆湖酒徒

一、空气分离设备的系统组成

空分设备就是以空气为原料,通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态,再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备,它一般由以下几个系统组成:

1、动力系统

主要是指原料空气压缩机。空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品,从本质上说是通过能量转换来完成。而装置的能量主要是由原料空气压缩机输入的。相应地,空气分离所需要的总能耗中绝大部分是原料空气压缩机的能耗。

2、净化系统

由空气预冷系统(空冷系统)和分子筛纯化系统(纯化系统)组成。经压缩后的原料空气温度较高,空气预冷系统通过接触式换热降低空气的温度,同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和氧化亚氮等对空分设备运行有害的物质。

3、制冷系统

空分设备是通过膨胀制冷的,整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。不过通常提到的空分制冷设备,主要是指膨胀机。

4、热交换系统

空分设备的热平衡是通过制冷系统和热交换系统来完成的。随着技术的发展,换热器主要使用铝制板翅式换热器。

5、精馏系统

空分设备的核心,实现低温分离的重要设备。通常采取高、低压两级精馏方式。主要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成。

6、产品输送系统

空分设备生产的氧气和氮气需要一定的压力才能满足后续系统的使用。只要由各种不同规格的氧气压缩机和氮气压缩机组成。

7、液体贮存系统

空分设备能生产一定的液氧和液氮等产品,进入液体贮存系统,以备需要时使用。只要是由各种不同规格的贮槽、低温液体泵和汽化器组成。

8、控制系统

大型空分设备都采用计算机集散控制系统,可以实现自动控制。

二、空分设备原理是什么

所谓空分设备,简单来说就是将空气中主要气体成分实现分离的装置,那么它是怎么实现空气分离的呢?空分设备的工作原理是什么?

空分设备的基本原理是利用低温蒸馏将空气冷凝成液体,根据各组分蒸发温度的不同将空气分离:

纯氮和纯氧在上塔的顶部和底部得到。液氧和液氮也可以从主冷却系统的蒸发和冷凝侧除去。精馏塔内的空气分离分为两个阶段。空气在下柱中多次分离,获得液氮和富氧液态空气。将富氧液态空气送入精馏塔,得到纯氧和纯氮。塔身上部分为两段:以液体和空气入口为边界,上部为精馏段,蒸馏上升气体,回收氧气成分,净化氮气纯度,下部为精馏段,将氮气成分在液体中分离,提高液氧纯度。