空分装置.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑空分装置 第六章 空分装置（010#） 1.概述 空分装置的功能是将空气通过深冷分开的方法制取氧气、氮气供各工艺装置使用，并向全厂供给仪表空气和工厂空气，同时副产液氧、液氮、液氩 空分装置制氧才能：～32000Nm3/h，采用 “离心式空气压缩＋分子筛空气净化＋两级空气精馏＋液氧泵+液氮泵内压缩”的工艺技术，由空气压缩（018#）、空气预冷（011#）、空气净化（012#）、空气分开（013#）、液体贮存及汽化（016#）、公用系统（019#）6个工序构成 2.工艺说明 2.1空气过滤和压缩 空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质，然后进入主空压机，经过多级压缩、级间冷却器冷却后进入空冷塔 3.2 流程 空气经自洁式过滤器，除去机械杂质、灰尘后由入口导叶进入空气压缩机，经三段四级压缩后，输出0.55 MPa、185000 Nm3/h（干）的空气到后序系统，空压机出口管线设有防喘振流量操纵阀FV01122A和压力操纵阀HV01122B，从而操纵机组出口压力和流量 由纯化系统来的清白空气（105000 Nm3/h）进入增压机，经三段七级压缩，使空气的压力增高，增压空气分成三股：一股从增压机一段水冷器后抽出【1.1 MPa 7000 Nm3/h】一股从增压机二段水冷器后抽出【2.7 MPa 40900 Nm3/h】去增压膨胀机系统；另一股【6.5 MPa 57100 Nm3/h】从增压压缩机末级引出，经 冷却后进入空分装置，流程中设有两个防喘振阀，分别为FV01123和FV01128，目的是防止进入增压机一段和三段的气量过小引起喘振。

蒸汽经速关阀(2301),高压调理汽阀（0801）进入汽轮机通流片面蒸汽在第一膨胀段（0001）做功后，一片面从外缸下部的抽汽口引出，输至装置中压蒸汽管网，未抽出的蒸汽经中压调理汽阀（0802）进入其次膨胀段（0002）持续做功，做功后，在压力降至排汽压力后进入凝汽器（6000） 为保持凝汽器中蒸汽凝聚时建立的真空和良好的换热效果，由射汽抽气器（6400）将漏入凝汽器的空气（包括未凝蒸汽）不断抽出 汽轮机、压缩机、增压机共用一台油站，由两台互为备用的油泵一开一备供油，油箱中N46#汽轮机油经泵加压至1.0 MPa，由自动调理阀PV01104将油压调至0.85 MPa，经油冷却器、油过滤器后，分为两路：一路去调速系统，另一路经润滑油压力操纵阀PV01105将压力操纵在0.25 MPa，送往各轴承润滑，各路回油会集至回油总管后返回油箱 为防止低压电力系统停电，油系统还设有高位油箱和事故油泵（备用UPS电源）为事故状态下主、辅油泵不能启动时紧急供油，得志机组安好停车的需要 分开岗位操作规程 空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性，即在同一温度下各组份的饱和蒸汽压不同，将液态空气举行屡屡的片面蒸发与片面冷凝，从而达成分开各组份的目的。

当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热质交换，气体中的一片面冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体那么因吸收热量而片面蒸发因沸点的差异，氧、氩、氮的蒸发依次为：氮＞氩＞氧，冷凝依次为：氧＞氩＞氮，在本系统中该过程是在塔板上举行的，当气体自下而上地在塔板上逐块通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份同理，当液体自上而下地在塔板上逐块通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了确定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份 由于氧、氩、氮沸点的区别，在上塔的中部确定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的 3.2工艺流程简述 原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器出去灰尘及其他机械杂质，空气经过滤后在离心式压缩机中压缩至0.52MPa左右，经空气冷却塔预冷进入空冷塔的水分为两段，下段为来自循环水装置的循环冷却水，经循环水泵加压进入空冷塔中部上段低温水是由脱盐水装置来的脱盐水经水冷塔冷却（利用分馏塔来的多余的枯燥污氮与出高压，低压主换热器的氮气与水举行热质交换）冷却至8℃后，由低温水泵加压，经过冷冻机送入空冷塔顶部。

从顶部流下来的低温水自上而下冷却空气后出空冷塔回水冷塔底部空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时又得到清洗空气经空气冷却塔后，温度降至14℃，然后进入切换使用的分子筛纯化器分子筛吸附器为卧式双层床布局，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作切换周期为480分钟，定时自动切换 由于分子筛的吸附热，温度升至20℃然后分三路：少量作为工艺空气之外，其余又分为两路：一路去冷箱经（低压板翅）主换热器和反流气体换热后冷却至-169℃后去下塔举行精馏另一路去增压机增压，压缩后的这片面空气又分为三片面：一路经增压机一段增压至1.2MPa（A）抽出做仪表空气供全厂使用一路经过膨胀机的增压段后进入高压主换热器，在被反流液氧和其它冷源冷却至-110℃后抽出，进入膨胀端制冷，膨胀后的空气进入下塔举行精馏另一片面持续增压，抽出后进入高压主换热器与反流的液氧和其它冷源换热后冷却进入下塔中部 在下塔中，空气被初步分开成氮气和富氧液态空气，顶部氮气在主冷凝蒸发器中液化，同时主冷的低压氧侧液氧被气化液氮一片面作为下塔回流回流到下塔，另一片面液氮经过冷器被污氮过冷并节流后送入上塔顶部污液氮经过冷器过冷后，再经节流送入上塔上部。

贫液空经过冷器过冷后，再经节流送入上塔从下塔底部抽出的富氧液空在过冷器中过冷后经节流送入上塔中部作回流液 液氧从上塔底部抽出，经液氧泵加压，而后在高压主换热器中复热后以5.2MPa（G）的压力作为气体产品出冷箱 高压氮气的来源：液氮从下塔顶部引出，经液氮泵加压，而后在高压主换热器复热后以8.2MPa（G）的压力作为气体产品出冷箱 污氮气从上塔中上部引出，并在过冷器和高压主换热器以及低压主换热器复 热后送往分馏塔外，一片面作为分子筛纯化器的再生气体，一片面作为冷箱的密封气其余进入水冷塔用来冷却外界水 氮气从上塔顶部引出，在高压主换热器复热后出冷箱产品液氧，液氮分别经阀送入各自的贮槽 3.3氩精馏 氩的提取采用全精馏制氩技术，从分馏塔上塔的适当位置引出一股氩馏份体约37000 m2/h，含氩量为8％—12％（体积），含氮量小于10×10‐6（体积）氩馏分直接从粗氩塔Ⅱ的底部导入，粗氩塔Ⅱ上部采用粗氩塔Ⅰ底部排出的粗液氩作回流液，作为回流液的粗液氩经液氩泵加压到0.65—0.75MPa后直接进入粗氩塔Ⅱ上部粗氩自粗氩塔Ⅱ底部导入，粗氩塔Ⅱ顶部排出，粗氩冷凝器采用过冷后的液空做冷源，上升气体在粗氩冷凝器中液化，得到粗液氩和工艺氩气（其组成为―99.97％Ar，≤1×10‐6O2），前者作为回流液反流粗氩塔Ⅰ，而后者经阀导入精氩塔中，持续精馏。

在冷凝蒸发后的液空蒸汽和底部少量液空同时返回上塔 工艺氩气从精氩塔中部进入，与此同时在精氩塔蒸发器利用片面下塔底部来的富氧液空作为热源，促使精氩塔底部的液氩蒸发成上升蒸汽，而液空被过冷后送入粗氩塔Ⅰ冷凝器来自下塔并经过冷凝器过冷的贫液空节流进入精氩冷凝器作为冷源，使精氩塔顶部产生回流液，以保证塔内的精馏，使氩氮分开，精氩塔顶部含氮量的废气流量约为10—50 m2/h排大气，从而在精氩塔底部得到纯液氩，纯液氩经调理阀排入液氩贮槽贮存 2.2空气的冷却和纯化 空气在进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度裁减空气中水含量从而降低分子筛吸附器的工作负荷，并对空气举行洗涤进入空冷塔的冷却水来自循环水；进入空冷塔的冷冻水，首先在水冷塔中利用枯燥的出分馏塔污氮气举行冷却，然后进一步由冷水机组冷却后进入空冷塔上部，在空冷塔上部把空气冷却后从中部抽出送入水冷塔中 分子筛纯化系统设置两台分子筛吸附器，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生分子筛的再生由蒸汽加热器加热 2.3空气的精馏 出吸附器的空气分为两片面：一片面直接进入低压主换热器冷却后进入下塔；另一片面通过空气增压机进一步压缩，从增压机一段抽出一股仪表空气；从增压机二段抽出一股空气进膨胀机的增压端，经膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入主换热器被冷却，经膨胀机膨胀后进入下塔，从增压机末级出来的高压空气，送入冷箱经高压主换热器冷却后节流进入下塔进下塔。

下塔中的上升气体通过与回流液体在塔板或填料上接触，举行热质交换，含氮量增加所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器，在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝 （1）下塔从上到下产生以下产品： 纯氮气、液氮 污液氮 贫液空 富氧液空 下塔各产品去向如下： ①富氧液空： 一片面经过冷器过冷后节流进入上塔，作为其回流液 一片面进入精氩塔蒸发器过冷后送入粗氩塔冷凝器做冷源，被汽化后送入上塔 ②贫液空： 大片面过冷节流后进入上塔，作为其回流液 — 8 —。