制氧系统空分装置的选型

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1、!!!!年"#月第$期制氧系统空分装置的选型""代红坤!22!制氧系统空分装置的选型代红坤!云南铜业股份有限公司$云南昆明($#"#)#%摘要&介绍了当今制氧的流程和技术!论述了为配合云铜新建艾萨炉而新建的!"###$%&’空分装置选型时主要考虑的问题及在实际生产中的运行情况"%关键词&空分装置(变压吸附(无氢制氩(内压缩%中图分类号&)*!!"+!!%文献标识码&,%文章编号&!##-./01%#-##%$#2.##22.#%#前言!"$内压缩传统的空分流程是在尽可能接近当地环境压云南铜业股份有限公

2、司!以下简称云铜#原有力的低压!"#$)#234#下实现氧&氮等产品的最终精一套($##*!+,空分装置$采用全低压分子筛吸附馏分离$并将其送出冷箱%为满足各种工艺对氧气净化带增压膨胀机的制氧流程$该套装置于"’’(年压力的要求$需要用气体压缩机将氧气压缩至所需投产$运行良好%为了配合云铜火法系统节能降耗要的压力向外输送$由于氧气具有极高的助燃化学技术改造$满足熔炼所需氧气$则必须新增活性$所以$在压缩的过程中存在着发生燃烧事故"(###*!+,的制氧能力%火法系统改造的主体工的安全隐患%因此对氧压机

3、的制造&运行&维修&保程""艾萨炉)##)年$月"$日投料生产$"(###养等都有很高的要求%尽管采取了各种安全措施$!+,*空分装置便正常供给艾萨炉所需的氧气%经过氧压机安全事故仍偶有发生%除此之外$氧压机是与艾萨熔炼工艺一段时间的磨合$制氧系统已运行高速运转的透平或活塞机械$因此维修保养工作量正常$达到了设计指标%本文就"(###*!+,空分装很大$费用也很高%置的选型做一些论述%内压缩送氧工艺$采用低温液体泵将氧在液体"当今制氧流程和技术状态下加压至所需压力$再通过换热器汽化&复热!"!深冷法至

4、常温送出冷箱$不再需要氧压机$空分设备的安深冷法制氧即先使空气降温液化$再利用空气全运行有了可靠的保证%中各组分沸点的不同!一个大气压下-氮沸点为从热动力学和安全性角度考虑$汽化&复热液""’$./#-氧为""/).’/#-氩为""/$./(##$经过分氧的空气压力要比氧高$约是氧气压力的).!倍$而馏而得到氧&氮&氩等产品%原料空压机达不到这个压力$所以需要另一台空压!"#变压吸附法机!通常被称作循环空压机#把一部分出分子筛后吸附制氧是利用合成吸附材料""分子筛对的干燥空气加压用以复热液氧%内压缩实

5、际上就是不同的气体分子有不同的吸附能力$不同的工作压用循环空压机和液氧泵取代价格昂贵和不安全的力下有不同的吸附量的特性$通过加压吸附0负压气体氧气压缩机%再生等步骤使空气经过分子筛时$氮气被吸附$最内压缩流程的出现是为了适应大型合成氨工终得到约’#1$’$1的氧气%这种方法具有流程简厂对高压氧气和压力氮气!(.$$"#.#534#的需要$单&起动停车快的特点%即产品氧&氮气的加压在冷箱内先通过低温液体泵加压$复热气化后送出冷箱可直接满足合成氨工艺的要求%随着空分技术的发展$如今的内压缩流程%作者简介&

6、代红坤!"’(’"#$男$云南曲靖人$工学学士$冶金高级在更好地满足高压氧&氮气体生产的同时$在较低工程师$从事冶金工程设计及技术开发工作%!!"!冶金设备压力等级气体产品的空分装置中也日益显示出了$要使氩中的氧含量降到理想值$$!-%"$!1."通常需自己的优势!对于云铜所要求的!"##$%&’氧气压要$.!!-!!块理论塔板数"对于传统的筛板塔"每力"更接近于全低压普通型空分工艺流程"在保证块塔板的最小压力降受到必须维持气泡穿过液体高的参数指标的前提下"内压缩的优势也可得到充而形成一个稳定的两相区

7、的要求限制"每块塔板约分的体现!为+)!&’"传统法中分配给粗氩塔的压力降只能有采用内压缩流程的制氧设备在许多化工和钢$2!#-3&’对应筛孔板的理论塔板数仅为+!!0!铁企业中都有成熟应用!块%"只能采用繁杂的传统制氩工艺来除氧#从分馏!"#无氢制氩塔上塔下部的适当部位抽取气相氩馏分进入粗氩无氢制氩工艺流程是随规整填料精馏塔在空塔"在粗氩塔内进行氧4氩粗分离"在塔顶获得粗分设备中的成功应用而诞生的!精馏塔主要有板式氩"其纯度一般为5./678-,)/9-:$,)/;-"压力约塔和填料塔两种形式!在填

8、料塔中"填料表面形成为$)3&’"经复热至常温后从冷箱中引出进入氩纯液膜"汽液在各自的流路连续进行热质交换!而在化"加氢除去其中的氧杂质及其转化物$-<-:9-:筛板塔中"汽液在塔板上进行热质交换"气体要克催化剂-<-9:=热%>其组分为5.?67:$,)/;-:-,)/服液层的阻力"从而导致阻力大!规整填料的优势"9!-"$!4.><--露点低于4.)#"无氧粗氩回入分馏主要是同样的理论板数"其阻力比筛板塔要小得塔冷箱内>在氩换热器中温度降低至接近液化