制氧工问答.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑制氧工问答 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生成源邻近，大气中N2O的含量可达成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开具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在空气分开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、氮分开过程中，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、水分开器后不能将其分开、除去大片面N2O都会带入分子筛纯化器，分子筛对N2O的吸附才能小于对CO2的吸附才能。

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，分子筛也不能除掉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的凝聚析出温度为113K 在精馏塔中，由于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，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100×10-6～150×10-6N2O本身不燃烧，但可以热分解这将影响对粗氪、氙中CH4的催化燃烧的除掉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的除掉比过去更重要。

较好的除掉方法是探索适合的分子筛，在分子筛纯化器中将加工空气中的H2O、CO2、C2H2、N2O共吸附而除掉 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℃以上就要开头形成水垢，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)冻结水垢对比坚硬，附在器壁上不易除掉因此，冷却水最好是经过软化处理采用磁水器举行软化处理较为简便，效果尚可除掉悬浮物应设置沉淀池假设冷却水循环使用，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 氮水预冷系统供排水为独立循环系统。

由于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一致 充瓶用高压氧压机气缸的润滑水，应采用蒸馏水或软水 气站对周边的空气有什么要求? 答：为了保证氧气生产的安好，对空压机吸风口处空气中烃类的可燃杂质有确定限制根据GBl6912—1997《氧气及相关气体安好技术规程》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 空分塔内具有液空吸附净打扮置 空分塔前具有分子筛吸附净打扮置 乙 炔 0.5 5 炔衍生物 0.01 0.5 C5、C6饱和与不饱和烃类杂质总计 0.05 2 C3、C4饱和与不饱和烃类杂质总计 0.3 2 C2饱和与不饱和烃类杂质总计 10 10 硫化碳(CS2) 氧化氮(NO) 臭氧(O3) 0.03 1.25 0.215 我国对氮气产品的质量标准有何概括规定? 答：根据不同的用途，氮产品分为工业用气态氮、纯氮和高纯氮3种。

工业用气态氮一般作为养护气用，技术指标按GB3864--83规定，如表3所示 表3工业用气态氮技术指标 指 标 名 称 指 标 I类 Ⅱ类 1级 2级 氮含量(体积分数)/%(不小于) 99.5 99.5 98.5 氧含量(体积分数)/%(不大于) 0.5 0.5 1.5 水分 每瓶游离水/mL(不大于) 100 露点/℃(不大于) -43 纯氮用于化工、冶金、电子等行业的置换气或养护气，技术要求按GB8979--88规定；高纯氮主要用于电子行业或制备标准混合气等，技术要求按GB8980--88规定概括指标见表4所示 表4纯氮及高纯氮的技术要求 指标名称 纯 氮 高 纯 氮 优 级 一 级 优 级 一 级 二 级 纯度/%(不小于) 99.996 99.99 99.9996 99.9993 99.999 氧含量/10-6(不大于) 10 50 1.0 2.0 3.0 氢含量/10-6(不大于) 5 10 0.5 1.0 1.0 一氧化碳含量/10-6(不大于) 5 5 1.0 2.0 3.0 二氧化碳含量/10-6(不大于) 5 10 甲烷含量/10-6(不大于) 5 5 水含量/10-6(不大于) 5 20 1.0 2.6 5.0 注：1.表中的纯度中包含微量惰性气体氦、氩、氖； 2.液态氮不规定含水量。

我国对氧气产品质量有何规定? 答：在GB3863--83中对工业用氧的产品质量作了概括规定根据产品中水分的含量分为两类，产品氧纯度又分为两级，如表1所示 表1工业氧拔术要求 指 标 名 称 指 标 I类 Ⅱ类 1级 2级 氧含量(体积分数)/%(≥) 99.5 99.5 99.2 水分 每瓶游离水/mL(≤) 100 露点/℃(≤) -43 瓶中的水分含量测定方法有两种：1)露点法，用露点仪测定含水少的处境，测量误差不应大于土1℃；2)倒置法将弥漫氧气的气瓶垂直倒置10min，微开瓶阀，让水流至清洁枯燥的容器内当氧气喷出时，马上关闭瓶阀，用量筒计量流出的水量一等品应无游离水 对气瓶采取随机抽样检查抽样数如表2所示当有一瓶为不合格时，应加倍抽样检验 仍有一瓶不合格时，该批产品为不合格产品 表2瓶装工业氧抽的样数 产品批量/瓶 1～8 9～15 16～25 26～50 >50 抽样数量/瓶 2 3 4 5 6 氧气有什么用途? 答：氧是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质。

它很轻易与其他物质发生化学回响而生成氧化物，在氧化回响过程中会产生大量热量因此，氧作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、国防工业等部门得到广泛应用 (1)钢铁企业最大的氧气用户是转炉炼钢车间，利用吹入高纯氧气，使铁中碳及磷、硫、硅等杂质氧化，氧化产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度纯氧(>99.2%)吹炼大大缩短了冶炼时间，并且提高了钢的质量 电炉炼钢时吹氧可以加速炉料熔化和杂质氧化，俭约电能消耗，逐步成为固定的氧气用户 高炉炼铁采用富氧鼓风可以加大煤粉的喷吹量，俭约焦炭，降低燃料比虽然富氧的纯度不高(含氧24%～25%)，但是，由于鼓风量很大，氧气消耗量也相当可观，接近炼钢用氧的三分之一因此，也成为主要氧气用户 有色金属冶炼重金属冶炼中，火法冶炼占主要地位，除靠硫和铁氧化放热外，还需靠燃料燃烧供给热量为了强化冶炼过程，降低能耗，裁减有害烟气量，采用富氧代替空气举行熔炼，同时可提高设备的生产才能氧浓度在35%～90%对年产3600t/a铜的闪速炉，需配置生产才能为3000m3/h、氧纯度为95%的制氧机对100000t/a铅锌的冶炼厂，需配置生产才能为1500m3/h、氧纯度为95%的制氧机。

由于它要求的氧纯度不高，相对来说，所需制氧机的容量较小，可以采用分子筛吸附制氧装置 (2)化学工业，在合成氨的生产化肥过程中，除氮是主要原料气外，氧气用于重油的高温裂化、煤粉的气化等工序，以强化工艺过程，提高化肥产量一般，一套10万t/a的合成氨装置需配一套10000m3/h的制氧机 此外，在自然气重整生产甲醇、乙烯、丙烯氧化生产其氧化物，脱硫及回收时，也均需要消耗大量氧气吨产品耗氧在300～1000m3/t的范围，应配置10000～30000m3/h的制氧机 (3)能源工业，在煤加压气化时，为了保持炉内氧化层的温度，务必供应足够的氧气氧气纯度不低于95%，每千克煤的氧气消耗量随煤种、煤质不同而变化对褐煤，在0.14～0.18m3/kg的范围；对烟煤为0.17～0.22m3/kg氧气压力由生产工艺要求确定，压力越高，氧气消耗量越少 对煤气化联合循环发电(IGCC)装置，1kw约需氧气5.6m (4)机械工业，主要用于金属切割和焊接氧气作为乙炔的助燃剂，以产生高温火焰，使金属熔化 (5)国防工业，液氧常作为火箭的助燃剂。

可燃物质浸泡液氧后具有猛烈的爆炸性，可制作液氧炸药 此外，在医疗部门，氧气也是病人急救和辅佐治疗不成缺少的物质因此，氧气生产已是国民经济中不成缺少的重要环节 钢铁生产中对氧气的数量和质量有什么要求? 答：(1)转炉炼钢，要求高纯度的氧气，含氧大于99.5%同时，对压力也有确定要求，工作压力大于1.3MPa冶炼吨钢的氧气消耗量在50～60m3/t (2)高炉富氧鼓风提高高炉鼓风中的含氧，可以增加煤粉的喷吹量，提高生铁产量当吨铁喷煤量达200kg/t时，要求鼓风含氧量在25%---29%鼓风中含氧量提高1%，生铁产量增加3%，每吨铁的喷煤量可增加13kg目前，富氧含量一般为23%～25%，最高达27%高炉鼓风量很大，每吨铁需12000m。