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1、1．流程基本原理和过程空气分离的基本原理是利用液化空气中各组分沸点的不同采用液化精馏方法将各组分分离开来.要达到这个目的,空分装置的工作包括下列过程:（1）空气的过滤和压缩（2）空气中水分和氧化碳的清除（3）空气被冷却到液化温度（4）冷量的制取（5）液化（6）精馏（7）危险杂质的排除1.1空气的过滤和压缩:大气中的空气先经空气过滤器过滤其灰尘等机械杂质,然后在空气透平压缩机中被压缩到所需要的压力.压缩产生的热量被冷却水带走.1.2空气中的水分和二氧化碳的清除:加工空气中的水分和二氧化碳若进入空分设备和低温区后,会形成冰和干冰,就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔或塔内的填料.因
2、而配用分子筛吸附器来预先清除空气中的水分和二氧化碳.分子筛吸附器成对切换使用,一只工作时另一只再生.吸附器是成对交替使用的，一只工作时，另一只被再生。吸附器的再生一般分四步进行，第一步：泄压；第二步：加热；第三部：冷吹；第四步：均压。1.3空气被冷却到液化温度:空气的冷却是在主换热器中进行的,在其中空气被来自精馏塔的返流气体冷却到接近液化温度.与此同时,冷的返流气体被复热.1.4冷量的制取由于绝热损失,换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温液体,因此需要大量的冷量,分馏塔所需要的冷量由空气在膨胀机中等熵膨胀和装置的节流效应而获得1.5液化:在起动阶段,一部分加工空气在主
3、换热器和过冷器中与返流冷气流换热而被部分液化,大部分气体在主冷中被冷却至液化温度而被液化.在正常运行中,氮气和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进行的,由于两种流体压力的不同,氮气被液化而液氧被蒸发,氮气和液氧分别由下塔和上踏供给,这是保证上、下塔精流过程的进行所必需具备的条件.1.6精馏:分离过程可获得相当产量的高纯度产品,空气的精馏是在氧—氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的,气体自上而下流动,该过程由筛板或填料来完成.由于氧、氮组分沸点的不同,氮比氧易蒸发,氧比氮易冷凝,气体向上通过时,氮浓度不断增加,只要有足够多的塔板或填料,在塔顶即可获得高纯度的氮气；反之,
4、液体向下通过时,氧浓度不断增加,在下塔底部可获得富氧液空,在上塔底部可获得高纯度液氧.在下塔中空气被出次分离成富氧液空和氮气,液空由下塔底部抽出后经过冷、节流后送入和液空组分相近的上塔某段上,作为上塔的回流液,在主冷中被液化的液氮由下塔顶部抽出后一部分液氮经过冷,节流送入上塔顶部,作为上塔的回流液,一部分液氮作为下塔回流液.空气的最终分离是在上塔进行.产品氧气是上塔底部的液氧被下塔上升氮气蒸发而得,并从上塔底部抽出,经过主换热器复热到常温后送出,而氮气由上塔顶部抽出,并通过主换热器复热到常温后送出.2．工艺流程概述 原料空气经自洁式空气过滤器除去灰尘及其他机械杂质后，在空气
5、透平压缩机中压缩至0.5MPA(G)左右,进入空气冷却塔预冷,空气冷却塔的冷却水分上、下段进入,下段为工程冷却水,上段为来自水冷塔的冷冻水,空气自下而上穿过空冷塔,空气在冷却的同时,又得到清洗.空气经空气冷却塔冷却后,温度降至12℃,然后进入切换使用的分子筛纯化器,空气中的二氧化碳、部分碳水化合物及残留的水蒸气被吸附.分子筛纯化器为两只切换使用,其中一只工作时,另一只再生.纯化器的工作时间为4小时,切换周期为8小时,定时自动切换.空气经净化后,由于分子筛的吸附热,温度升至20℃左右,然后分三路:一路空气直接进入主换热器,在主换热器E1、E2、E3中与返流气体换热达到接近空气液
6、化温度约-173℃后,一部分直接进入下塔C1;而另一路去增压膨胀机增压后进入主换热器,在主换热器内被返流冷却气体至-100℃时抽出进入膨胀机膨胀制冷,最后送入上塔C2(在启动时,可通过旁通调节膨胀空气到合适的温度,缩短启动时间)；第三路作为仪表气使用。在下塔,空气被初步分离成氮气和富氧液空,顶部气氮在主冷K1中液化,同时主冷的低压侧液氧被汽化,作为上塔的上升气体.被冷凝下来的液氮一部分作为下塔的回流液,另一部分从下塔顶部引出,经过冷却E2被纯气氮和污氮过冷并节流后送入上塔C2顶部作上塔的回流液.下塔底部抽出的液空在过冷器E4中过冷后经节流送入上塔中部作为回流液.氧气从上塔底部
7、引出,经主换热器复热后出冷箱进入用户.污氮气从上塔上部引出,经过冷器及主换热复热后出冷箱,部分作为分子筛纯化器的再生气体,部分进入水冷塔与纯氮气一起预冷空冷塔上部用水.纯氮气从上塔顶部引出,经过冷器及主换热器复热后出冷箱,一部分作为产品送出,一部分进水冷塔后放空污氮气放空仪表空气空气→自洁式过滤器→空压机→→预冷塔→纯化系统→→空气主换热器污氮气氮气空气膨胀机分馏塔液氧储槽液氮储槽压氧系统压氮系统去外管氮压机氧压机→去转化
