深冷空分簡介
深冷空分設(shè)備可用于化工、新能源、冶金等多領(lǐng)域，需要大量高純度氮?dú)獾墓I(yè)生產(chǎn)所需。深冷空分裝置采用低溫冷凝發(fā)將空氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，因不同氣體蒸發(fā)溫度不同，進(jìn)而從空氣中得以分離、提純，得以高純度大量工業(yè)所需氮?dú)?、氧氣等氣體。
深冷空分工藝流程
原料空氣被空氣壓縮機(jī)壓縮到0.7~0.85MPa，然后空氣在預(yù)冷機(jī)組中預(yù)冷到5~10℃，分離出大部分水份。通過深冷純化器中吸附過濾掉剩余的水份、二氧化碳和碳?xì)浠衔?。然后空氣在膨脹機(jī)中膨脹制冷以提供裝置所需的冷量?？諝庠诜逐s塔主換熱器中與返流的氧氣、氮?dú)?、污氮?dú)膺M(jìn)行換熱，被冷卻到接近液化溫度并把返流的氧氣、氮?dú)?、污氮?dú)鈴?fù)熱到環(huán)境溫度。氮?dú)庠谶^冷器中過冷節(jié)流前的液空和液氮。空氣在精餾塔中進(jìn)行精餾分離，在上塔頂部獲得產(chǎn)品氮?dú)猓谏纤撞揩@得產(chǎn)品氧氣。
動(dòng)力系統(tǒng)
主要是指原料空氣壓縮機(jī)。空分設(shè)備將空氣經(jīng)低溫分離得到氧、氮等產(chǎn)品，從本質(zhì)上說是通過能量轉(zhuǎn)換來完成的。而裝置的能最主要是原料空氣壓縮機(jī)輸入的。相應(yīng)地，空氣分離所需的總能耗中絕大部分是原料空氣壓縮機(jī)的能耗。
凈化系統(tǒng)
由空氣預(yù)冷系統(tǒng) (空冷系統(tǒng)) 和分子篩純化系統(tǒng) (純化系統(tǒng))組成。經(jīng)壓縮后的原料空氣溫度較高，空氣預(yù)冷系統(tǒng)通過接觸式換熱降低空氣的溫度，同時(shí)可以洗滌其中的酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)則進(jìn)一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙快、丙烯、丙烷、重?zé)N和氧化亞氮等對空分設(shè)備運(yùn)行有害的物質(zhì)。
制冷系統(tǒng)
深冷空分設(shè)備是通過膨脹制冷的，整個(gè)空分設(shè)備的制冷嚴(yán)格遵循經(jīng)典的制冷循環(huán)。不過通常提到空分設(shè)備的制冷系統(tǒng)，主要是指膨脹機(jī)。
熱交換系統(tǒng)
深冷空分設(shè)備的熱平衡是通過制冷系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)來完成的。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的換熱器主要使用鋁制板翅式換熱器。
精餾系統(tǒng):
深冷空分設(shè)備的核心，實(shí)現(xiàn)低溫分離的重要設(shè)備。通常采用高，低壓兩級精餾方式。主要由低壓塔、中壓塔和冷凝蒸發(fā)器組成。
深冷空分正流膨脹制氮
空氣正流膨脹流程一般適用于用戶對氮產(chǎn)品的壓力等級不是很高的場合(如低于0.2MPa)，其流程如圖所示。原料空氣經(jīng)去塵、壓縮、預(yù)冷和凈化后分為兩股：一股空氣進(jìn)入主換熱器，被返流的污氮冷卻至一定溫度后從主換熱器中部抽出去膨脹，膨脹后進(jìn)人氮塔底部參與精餾；另一股空氣在主換熱器被冷卻到飽和溫度，直接節(jié)流進(jìn)入氮塔參與精餾。
這樣在氮塔頂部獲得產(chǎn)品氮?dú)?，而氮塔底部的富氧液空?jīng)過節(jié)流后進(jìn)人冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)，以冷凝氮塔頂部的氣氮。從冷凝蒸發(fā)器頂部抽出的富氧空氣直接進(jìn)人主換熱器冷端，與正流空氣進(jìn)行熱交換，復(fù)熱至常溫后排出冷箱，其中一部分用于分子篩吸附器的再生，其余放空。從氮塔頂部小出的氮?dú)?，?jīng)主換熱器復(fù)熱至常溫出冷箱，供給用戶。
反流膨脹制氮
深冷空分返流膨脹流程一般適用于用戶對氮產(chǎn)品的壓力有–定要求的場合(如高于0.2MPa)，其流程如圖所示。原料空氣經(jīng)去塵、壓縮、預(yù)冷和凈化后進(jìn)人主換熱器，被返流的污氮冷卻至飽和溫度并有一定含濕量后，進(jìn)入氮塔底部參與精餾。這樣在氮塔頂部獲得產(chǎn)品液氮和氮?dú)猓欢撞康母谎跻嚎战?jīng)過節(jié)流后進(jìn)人冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)，以冷凝氮塔頂部的氣氮。
從冷凝蒸發(fā)器頂部抽出的富氧空氣大部分直接進(jìn)人主換熱器冷端，復(fù)熱至一定溫度后從中部抽出，進(jìn)入透平膨脹機(jī)膨脹，為整個(gè)純氮設(shè)備提供冷量。膨脹后的富氧空氣，與另外一股節(jié)流后的富氧空氣混合后進(jìn)入主換熱器冷端，與正流空氣進(jìn)行熱交換，復(fù)熱至常溫后排出冷箱，其中–部分用于分子篩吸附器的再生，其余放空。從氨塔頂部引出的氮?dú)猓?jīng)主換熱器復(fù)熱至常溫出冷箱，供給用戶。
深冷空分設(shè)備規(guī)格參數(shù)
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