PX-OPS-AIR_INTRO-ILT-STD_空气分离的介绍.ppt

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1、空气分离的介绍修订日期:2007.1目录基本介绍空气压缩和冷却净化换热透平膨胀机液化流程热集成主冷凝器精馏多塔流程氩精制2第一部分:基础理论空气分离的介绍修订日期:2007.1培训目标明确空气中的组分和杂质质量守恒原理回顾热力学基本理论4空气的构成空气的组分%体积含量氮气（N2）78.10%氧气（O2）20.96%氩气（Ar）0.94%空气中的杂质%体积含量水0.1to2.8%二氧化碳（CO2）350-500PPM碳氢化合物1-6PPM5质量守恒原理物质即不能创造，也不能消失，只能以一种状态转换成另一种状态热力学第一定律总的物质输入

2、=总的物质输出对空分单元(ASU’s)总输入气流=总流出气流(气态氮,液态氮,污氮气,氩,气态氧,液态氧)该原理同样适用于整个空分装置里的每个单独的单元O2输入量=0.20946*空气的流量=O2输出量6基本流程图主压缩机再生气风机再生加热器纯化器直接接触冷却器粉尘过滤器冷却水来水污氮ColdBox管道氮气氮气压缩机管道氧气氧气压缩机液氧液氮液态氩气空气压缩空气冷却杂质的移除分离和液化产品蒸发冷却器空气过滤器冷箱冷却水来水7基本的热力学观点绝对压力绝对温度显热汽化热潜热冷凝露点凝结热热力学属性之间的关系气液之间体积和温度的关系8绝对

3、压力压力标定用PSIGPSIG表示的是仪表压力，而不是绝对压力(PSIA)表压和绝对压力之间的转化公式如下:绝对压力(PSIA)=表压(PSIG)+标准大气压9绝对温度大部分温度标定都是用华氏温度（F）或者摄氏度（C）来表示的两种温标有其各自的优点在低温过程中，最好使用绝对温度(K或R)来表示下面是换算公式:degK=degC+273.15degR=degF+459.6710显热比热是指质量为1磅（lb）的物质升高1华氏度（F）所需要的热量水的比热=1BTU/lb/F11汽化热当我们给液体加热时，在达到该液体的沸点之前，其温度会一直

4、上升在达到沸点时，该物质的温度不会随着加热而继续上升此时该物质的状态会有所变化，将会由液态变为气态物质从液态变为气态时所需热量就称作该物质的汽化热12潜热汽化潜热是指将一磅重的液体转化成一磅重的气体所需要的总热量水的汽化潜热=970BTU/lbSensibleHeat13冷凝冷凝和蒸发是两个相反的过程在达到露点温度前，气体放热，其温度会降低在达到露点温度时，放热不会降低该流体的温度此时流体由气态变为液态14露点和凝结热露点纯物质的露点=沸点对于水来说,沸点=露点=212°F,100°C凝结热对于所有物质而言，汽化热和凝结热的数值是一

5、样的15纯液体和纯气体的特性流体可能存在下面三种状态过冷液体饱和液体/蒸汽过热蒸汽16纯液体和纯气体的特性流体@14.696PSIA沸点汽化热氮气（N2）77.4K85.6BTU/LB氩气（Ar）87.3K69.6BTU/LB氧气（O2）90.2K92.0BTU/LB水（H2O）373.2K970.2BTU/LB17热力学属性之间的关系对一个给定的物质，下列属性间存在一定的关系压力（P）温度（V）体积（T）18水的体积和温度的关系19液体和气体的温度压力之间的关系当一个物质由液态变为气态时，它的体积会变的非常大同时它的密度相应的会变

6、的很小(质量/立方英尺)安全原理:当体积一定时，流体由液体转变为气体，它的压力会变的很大流体@14.696PSIA液体密度(LB/ft3)气体密度(LB/ft3)膨胀因子@低温膨胀因子@环境温度氮气50.50.28180697氩气87.10.36244842氧气71.20.2825486020基本的热力学观点举例盲短泄压阀（LineBlock）是用来防止被聚积在两个阀门之间的液体，由于气化而造成管路爆破利用膨胀因子，在没有盲段泄压阀（LineBlock）时，我们可以知道聚积在两个手动阀之间的液氧气化后的压力值。假设两个阀门间液体的压

7、力为5PSIG，所有的压力都由管路承担且管路没有爆破假设我们处在海平面液体的最初压力=5PSIG+14.696PSI=19.696PSIA气体的最终压力=19.696PSIA*254=5000PSIA21小结了解空气的组分以及其他杂质描述了质量守恒原理了解了热力学的基本理论22第2部分:空气压缩和冷却空气分离的介绍修订日期:2007.1培训目标空气压缩机（BLAC）的部件描述离心压缩机结构和特点空气压缩机的控制组件空气冷却技术及其特点24空气压缩机用途：在空气分离单元（ASU）中用来压缩空气压缩机的部件ASFH—入口空气过滤器离心式

8、压缩机空气端设备机械端设备排气阀和消音器控制系统空气冷却25压缩系统整体结构图26离心压缩机分解图27压缩机导流叶片全开式的导叶半开式导叶28环境的影响离心式压缩机是设计用来压缩气体的比容积。一定体积的气体的分子个数是由温度决定的当空