空分技术经典问答150题及其解答.doc

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1、1.氧化亚氮对空分设备有何危害?答：氧化亚氮的分子式为N2O，也叫一氧化二氮，俗称“笑气”。大气中的氧化亚氮浓度约为3×10-9。随着生态环境的恶化，它的含量以每年0.2%～0.3%的速度增加。土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脱氮活动生成的氧化亚氮占大气中氧化亚氮含量的1/3，另外2/3是人为生成的。例如：矿物燃料、生物体、废弃物的燃烧、污水处理、发酵源、汽车废气等都会导致N2O的生成。在N2O生成源附近，大气中N2O的含量可达到3×10-6以上。虽然N2O的化学性质不活泼，既不会产生腐蚀，也不会发生爆炸，但是它的物理性质对空气分离具

2、有危害。它的临界温度为309.7K，临界压力为7.27MPa，其三相点是182.3K、0.088MPa。在空气分离装置的压力和温度的条件下，它具有升华性质。在常压下，其沸点为185K，比N2、O2、Ar的沸点都高，因而，在氧、氮分离过程中，它将浓缩于液氧中。N2O在水中的溶解度很小，N2O随加工空气经过空气过滤器、压缩机、冷却器、水分离器后不能将其分离、除去。大部分N2O都会带入分子筛纯化器，分子筛对N2O的吸附能力小于对CO2的吸附能力。N2O先穿透吸附床层而进入精馏塔，而且在分子筛对H2O、CO2、C2H2等碳氢化合物的共吸附过程

3、中，CO2能够将分子筛已吸附的N2O分子置换出来。所以，分子筛也不能清除N2O。在主换热器中，加工空气被冷却到接近液化温度，N2O首先冷凝成固体，会造成空气通道阻塞。在加工空气压力为0.6MPa，N2O含量为1×10-6时，N2O的凝结析出温度为113K。在精馏塔中，因为N2O相对N2、O2、Ar组分为高沸点组分，故它将溶解在液氧中，致使在上塔底无法获得高纯度的液氧和气氧产品。据测定，氧产品纯度为99.5%时，N2O的平均含量为1.4×10-5。并且，在液氧排放不充分时，N2O在液氧中不断积累，当液氧中的N2O含量大于50×10-6时

4、，就会呈固态析出，阻塞主冷凝蒸发器通道。在稀有气体氪、氙的生产中，随着氪、氙的浓缩，N2O也浓缩。N2O的含量可达100×10-6～150×10-6。N2O本身不燃烧，但可以热分解。这将影响对粗氪、氙中CH4的催化燃烧的清除以及利用分子筛对生成的水和二氧化碳的吸附。由于环境的问题，空气中的N2O的浓度不断增加。况且电子等行业对氧产品的纯度要求越来越高(99.99%～99.9999%)，因此，对加工空气中的N2O的清除比过去更重要。较好的清除方法是寻找合适的分子筛，在分子筛纯化器中将加工空气中的H2O、CO2、C2H2、N2O共吸附而清

5、除。1.空分设备对冷却水水质有什么要求?答：空分设备一般用江河湖泊或地下水作为冷却水。这种水中通常都含有悬浮物(泥沙及其他污物)以及钙、镁等重碳酸盐[-Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2]，称为硬水。悬浮物较多时，易堵塞冷却器的通道、过滤网及阀门等。钙、镁等重碳酸盐在水温升高时易生成碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)沉淀物，即形成一般所说的水垢。一般水温在45℃以上就要开始形成水垢，水温越高越易结垢。水垢附着在冷却器的管壁、氮水预冷器的填料、喷头或筛孔等处，不仅影响换热，降低冷却效果，而且有碍冷却水或空气的流通，严重时会造

6、成设备故障，例如氮水预冷器带水，使蓄冷器(或切换式换热器)冻结。水垢比较坚硬，附在器壁上不易清除。因此，冷却水最好是经过软化处理。采用磁水器进行软化处理较为简便，效果尚可。清除悬浮物应设置沉淀池。如果冷却水循环使用，有利于水质的软化，但占地面积较多，基建投资较大。对压缩机冷却水，温度一般要求不高于28℃，排水温度小于40℃。对水质要求为：pH值6.5～8.0悬浮物含量不大于50mg/L暂时硬度不大于17°dH含油量小于5mg/L氯离子(C1-)(质量分数)小于50×10-6硫酸根(SO4-2)(质量分数)小于50×10-6氮水预冷系统

7、供排水为独立循环系统。因为冷却水在塔内温升大，排水温度高，结垢严重，所以要求该系统的补充水尽可能采用低硬度水或软水，其暂时硬度一般应不大于8.5°dH，其他要求与压缩机冷却水相同。充瓶用高压氧压机气缸的润滑水，应采用蒸馏水或软水。2.气站对周围的空气有什么要求?答：为了保证氧气生产的安全，对空压机吸风口处空气中烃类的可燃杂质有一定限制。根据GBl6912—1997《氧气及相关气体安全技术规程》的规定，其杂质含量应低于表5规定的允许极限含量。表5吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量烃类等杂质名称允许极限含量(碳含量)/mg·m-3空分

8、塔内具有液空吸附净化装置空分塔前具有分子筛吸附净化装置乙炔0.55炔衍生物0.010.5C5、C6饱和与不饱和烃类杂质总计0.052C3、C4饱和与不饱和烃类杂质总计0.32C2饱和与不饱和烃类杂质总计1010硫化碳(C