深冷制氧工艺

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1、销售处内部学习资料深冷制氧工艺介绍一、概述：氧是自然界中分布最广的气体。常温、常压下为无色、透明、无嗅无味气体。其它化学性质十分活跃，极易和各种不同物质生成化合物。氧气本身不燃烧、但具有强烈的助燃性，被广泛地支用在转炉、炼钢和高炉熔炼中。氧气顶吹转炉炼钢速度快、产量高、品种多、质量好。因而氧气在国民经济发展中有着举足轻重的作用。工业深冷制氧，我国走过了50年历程。我国由1953年哈尔滨第一机械厂（哈尔滨制氧机厂的前身）首次生产两套30立方米/h制样机，发展到今天的5000立方米/h制氧机。我们德龙公司现有大型全低压制氧机三台套。（1500立方米/h、3200立方米/h、6000立方米/h

2、）总装机容量达到10700立方米/h，基本能满足公司钢铁生产对氧气和氮气的需求。二、几个概念：1、空气分离设备：（简称空分设备）指空分装置及其附属设备的统称。指空气压缩系统、空气净化系统、换热系统、膨胀制冷系统、精馏系统、再生加热系统和产品压缩输送系统。2、深冷制氧（即深度冷冻法制氧）深冷制氧指-1000度以下的低温。将空气分离成氧和氮，是一个相当复杂的过程。要想把处于气态下的空气分离，实际上是相当困难。因为氧氮分子均匀混合再一起的，而将液态空气分离就容易得多。这是由于组成液态空气的液氧和液氮在同一压力下具有不同的沸点。（大气压力下，氧的沸点为-183度，氮的沸点为-196度，即同一压力

3、下，氧氮的沸点有13度的温度差）因此可以首先将空气液化，然后将其逐渐蒸发。那麽，沸点低的组份首先蒸发成气体，沸点高的组份仍为液体，如此反复进行，则液体中氧浓度提高，气体中氮浓度提高，从而将氧氮分离。-5-销售处内部学习资料这种方法，需将空气压缩，然后冷却到非常低的温度（-173度）将其液化，然后将氧氮分离，这种制取氧气的方法叫做深冷制氧法，通常所指的深冷制氧。1、精馏塔：用于将空气精馏分离的设备称之为精馏塔。（空分塔）它包括下塔、上塔和主冷凝蒸发器。2、精馏：在精馏塔中，将处于饱和状态的氧氮混合体，穿过比它温度较低的氧氮混合体时，气相中的高沸点组分（即难蒸发的组分氧气）要部分冷凝为液体，

4、释放冷凝潜热，与此同时，液相中的低沸点组分（即易蒸发的氮气）吸收热量而蒸发，这样多次的部分冷凝和部分蒸发，越往上部，气相中氮组分越浓，越往下部，液相中氧组分越浓。这样多次部分精馏和部分蒸发的过程，我们称之为精馏。精馏的实质是气、液两种流体热量和质量的交换。3、保冷箱：用于将深冷设备和大气绝热隔离的箱体。内充填膨胀珍珠岩粉（即通常称珠光砂）以防止上部冷量的泄露造成冷换。4、临界温度：气体的液化温度与压力有关。但是对每一种气体都有一个温度，大于这个温度，无论在何种压力下，都不能将其液化，这个温度即为该气体的临界温度。与其对应的压力称之为该气体的临界压力。5、部分蒸发与部份冷凝：当液体蒸发时，

5、新产生的蒸汽不断的从容器中引出，这种蒸发过程称之为部分蒸发。在定压冷凝时新产生的液体，不断的从容器中引出，这种冷凝过程称之为部分冷凝。二、深冷制氧的工艺组成；1、空气压缩系统：即离心式空压机、为空分装置提供原料空气。2、空气净化系统：-5-销售处内部学习资料首先，我们应该明确知道深冷制氧的原料是自然界取之不尽、用之不完的空气。空气是一种多原素（多组分）气体，组成的混合气体。它的主要组分是氧气和氮气（容积含量分别为21%和78%）其次是氩占0.93%。除此之外还有特有气体He

6、、Ne、Ke、Xe、H2。空气中除上述组分外，还有杂质：灰尘、机械颗粒、水份、二氧化碳、乙炔、怪类碳氧化物其它危害

7、：灰尘、机械颗粒：加剧机器工作轮磨损，污染冷却器将阻力增加，换热效率降低；水、氧化碳（H2o、CO2）：低温下会以固态出现。堵塞通道、管路、容器、伐门、阻力增加、换热效率降低，精馏恶化；C2H2、CH4：是易燃物，是空分装置的大敌。净化：空气过滤器：灰尘和机械颗粒（H2O、CO2、C2H2、CH4）换热式流程：（H2O、CO2：切换式换热器；C2H2、CH4：液空吸附过滤器、液氧吸附器）；分子筛流程：分子筛纯化器。1、氮水予冷系统：尽可能降低进装置空气的温度，以减少换热器（纯化器的负荷。它由空气冷却塔和水冷却塔组成。4、换热系统：是实现空气液化、分离、维持空气装置冷量平衡，长周期正常运行

8、必不可少的设备。包括：可逆式板式换热器，中间冷却器、液化器、过冷器、上下塔和主冷凝蒸发器。5、胀制冷系统：是维持装置冷量平衡的重要设备。选平膨胀机（启动阶段：制取冷量；正常运行：补偿冷损）6、精馏系统：是实现空气分离的主要设备。下塔：原料空气的初精馏；上塔：原料液空的再精馏；主冷：联接上下塔是实现液氧蒸发、气氮冷凝。7、再生加热系统：用以设备的加热和再生。8、产品压缩输送系统：用以产品氧氮的压缩输送以供用户使用（氧压机、氩氧机）9、