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大倾角皮带输送机基础知识专题讲座-空气分离的几种主要技术
第六节空气分散的几种首要技术
1.6.1变压吸附(PSA)空气分散技术自世界上熬头套变压吸附制氧设备用于废水措置惩罚呈现来，PSA工艺获得了迅猛的成长，接踵用于提取氢气、氦气、氩气、甲烷、氧气、碳酐、氮气、干燥空气等应用中。与此同时，各类吸附剂品种和性能也获得显著的提高。随着吸附剂性能和品种不停提高，新的醇化分散技术被用于优化的吸附工艺。变压吸附制氧工艺履历了超大大气的压力常压解吸流程到洞穿大大气的压力真空解吸流程。吸附床数目也有数床转化到双床直到单床。使流程更实用经济。1.变压吸附工艺一般包孕以下4个步调：⑴原料空气通过吸附床的进口端，在高吸附压力下选择吸附氮气(按照出产气而定)，而未被吸附的产物(氧)从吸附床的另外一端开释出来。⑵吸附床泄压到较低的解吸压力，解吸出来的氮气从吸附床的进料端排出。(3)通过引入吹除气进一步解吸被吸附的氮气。⑷吸附床从头增压到较高的吸附压力。在1个周期内按照上面所说的挨次重复操作并随即按需补入原料气便可继续获得产物气。2.VPSA双床制氧工艺历程简介,双床VPSA制氧工艺流程简图1-12所示。体系包孕一台空气增压机，内装高效吸附能力的合成氟石分子筛，切换阀门一套，抽气机一台，富氧缓冲罐一台和计算机节制体系。该装配在1个轮回周期内大抵履历⑴吸附床以某一中间压力增压到高的吸附压力。⑵在较高吸附压力条件下，从吸附床进料端引入原料空气并从吸附床出口端流出很少被吸附的富氧产物气。(3)顺放(或者均压)用吸附床产物端开释出来的气体对体系中的另外一初始压力较低的吸附床充压至某一中间压力。⑷倒流泄压到较低的解吸压力，吸附床内废气从原料进口端开释出来。⑸接着，吸附床被均压到前边所谓某一中间压力，均压气儿流经吸附床产物端，它来于体系中另外一初始压力较高的吸附床。1进口过滤器2空大气的压力气儿机3冷却器4抽气机五、6吸附床7储气罐8备用液态氧9氧压机10负载跟踪装配11计算机节制和阐发装配12长途节制中心图1-12双床流程简图这个之外，在每只吸附床的不异部位对床层内温度进行监视检测，以便跟踪每个床内的温度曲线。按照吸附床内变化的温度曲线来调治非均衡体系中每个吸附床的宇量。将吸附床内温度颠簸规模限制在体系没事了平顺事情状况下的温度颠簸规模内，从而提高变压吸附带设置备性能。3.外洋PSA空气分散技术装配的成长趋势,1960年usaC.W.Skarsuvm首先获得了PSA分子筛制氧的专利权，接着英、德、日等国接踵进行了大量的实验研究事情。1970年usaUCC公司(联碳公司)首先使成为事实了工业化，并且在PSA技术的研发及应用方面持久处于率先位置。PSA分散技术获得了迅速度完成长。首要体此刻⑴装配逐年增加，⑵能耗逐年降落，(3)规模向大型化成长。八十年月PSA空分装配以中、小规模为主产量从的医用0.1Nm3/h制氧装配到工业用产量为1500Nm3/h的制氧装配。步入九十年月，日本三菱重工制成世界上最大的PSA制氧装配，其产量为8650Nm3/h。近年来PSA技术在我国成长也很迅速，海内已有多家单位出产的PSA氮气纯净度到达99.99%，如果加之后节措置惩罚其纯净度可达99.999%以上。制氧的PSA技术其氧气纯净度也可到达93%。1.6.2空气膜分散技术膜分散技术是八十年月外洋最近兴起的高科学技术技术，属高分子质料科学，虽则开始走较晚但成长迅速。海内的研发和应用技术也在迅速的成长。例如用于水措置惩罚的水膜己经在污水措置惩罚、海水淡化、纯清水提取等范畴广泛应用；用于空气分散的气膜也已在空气中富氧、浓氮、自然气的分散、氢的收受接管等范畴应用。本节只对空气分散膜作一简介。1.气体膜分散机理，膜法气体分散的基来历根底理是按照混淆气体中各组分在压力的鞭策下透过膜的递速率差别，从而到达分散目的。对差别布局的膜，气体通过膜的通报廓张体式格局差别，故而分散机理也各异。今朝常见气体通过膜的分散机理有两种：气体通过多孔膜的微孔廓张机理；气体通过非多孔膜的溶解-廓张机理。⑴微孔廓张机理，多孔媒质中气体通报机理它使分子廓张、粘性流动、努森廓张及外貌廓张等。因为多孔媒质孔径及内孔外貌性子的差异要得气体分子与多孔媒质之间的彼此效用水平有所差别，从而体现办差别的通报特征。为了获得对混淆气体分散的良好成效，要求混淆气体通过多孔膜的通报历程应以分子流为主。因此，分散历程尽有可能餍足下面所开列条件：①多孔膜的微孔孔径必需小于混淆气体中各组分的均等自由程，一般要求高发孔膜的孔径在(50~300)×10-10m；②混淆气体的温度应足够高，压力应尽有可能低。高温、低压均可提高气体分子的均等自由程，同时还可制止外貌流动和吸对征象孕育发生。表1-4说了然在差别的操作条件下气体透过多孔膜的环境。透过膜的流动环境低压、高温(200~500℃)气体的流动从命分子廓张，不孕育发生吸附征象低压、中温(30~100℃)吸附起作用用，分子廓张加之吸附流动常压、中温(30~100℃)增加了吸附效用，而分子廓张仍存在常压、低温(0~20℃)吸附效应为主，有可能有滑动流动高压(4MPa以上)低温(-30-0℃)吸附效应节制，可孕育发生层流表1-4差别的条件下气体透过多孔膜的环境⑵溶解-廓张机理，气体通过非多孔膜的通报历程一般用溶解-廓张机理来描写，此机理假定气体透过膜的历程由下面所开列三步构成：①气体在膜的上游侧外貌吸附溶解，是吸着历程；②吸附溶解在膜上游侧外貌的气体在液体浓度差的鞭策下廓张透过膜，是廓张历程；③膜下流侧外貌气体解吸，是解吸历程。一般来讲，气体在膜外貌吸着息争吸历程都能较快地到达均衡，而气体在膜内的渗入廓张较慢，是气体透过膜的速率节制步调。因而可知，溶解-廓张历程是随着深解恨体的聚合液体浓度的不停增加，在聚合膜中气体廓张对总廓张的孝敬也就越大。膜分散技术的核心是膜，膜的性能首要决定于于膜质料及成膜工艺。就今朝气体膜分散技术的成长而言，膜组件及装配的研究己日趋完美，而膜的成长仍有至关大的潜在力量。2.气体膜分散的成长趋势及我国此后的成长对策,气体膜分散是一种高效且经济性的要领，是90年月的关键分散技术之一，深受许多人的正视。1994年度的欧罗巴洲膜学会杰出孝敬奖被给以德国GKSS公司的Votker Nitsche博士，以表彰他在气体膜分散和环境掩护方面的巨大孝敬。膜技术与PSA等历程怎样耦合等问题，德国、日本也在近期内接踵提出了自然气措置惩罚，碳酐收受接管等问题导致了许多人的乐趣和研发研究。今朝，我国的气体膜分散方面研究大部分集中在中科院和一些高档院校等单位。研究内容侧重于膜质料和膜，对组件、装配及历程优化等方面的研究较少。因此，增强对膜历程和其他历程相联合的集成工艺，实施跨学科、跨行业的互助的研究，将为促使我国的气体膜分散技术成长更为迅速1.6.3深冷空气分散技术深度冷冻法分散空气是将空气液化后，再哄骗氧、氮的沸点差别将它们分散。即，造成气、液液体浓度的差异这一性子，来分散空气的一种要领。因此必需相识气、混淆物的一些基本特征：气-液相均衡时液体浓度间的瓜葛：液态空气蒸发和冷凝的历程及精馏塔的精馏历程。1.空气的汽-液相的均衡，事物的堆积状况有气体状态、液态、固态。每种堆积态内部，具有不异的物理性子和化学性子并纯粹匀称的部门，称为相。空气在塔内的分散，一般环境下，物料精馏是在汽、液两相进行的。空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混淆物。当二元混淆物为液态时，叫二元溶液。氧、氮可以肆意比例混淆，构成差别液体浓度的气体混淆物及溶液。把氧、氮溶液置于一封闭器皿中，在溶液上方也和纯事物一样会孕育发生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽构成的气体状态的相混淆物。对氧氮二元溶液，当到达汽液均衡时，它的达到最高限度温度不单和压力关于，而且和氧、氮的液体浓度关于。当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。从表可知，随着溶液中低沸点组分(氮)的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的1个重要特征。空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。表1-5溶液构成与沸点的瓜葛溶液构成沸点(k)(1at)在空气分散的历程中，氩对精馏的影响较大，出格是在制取高纯氧、氮产物时，必需思量氩的影响。一般在较准确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混淆物，其液体浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09%(按容量)。三元系的汽液均衡瓜葛，可按照实验数值暗示在相均衡图上。确定三元系的汽液均衡状况时，必需给定三个自力参量，除给定温度、压力外，需再细定1个组分液体浓度(气相或者液相)均衡状况才气确定。2.压力-液体浓度图和温度-液体浓度图在工业出产中，气液均衡一般在某一不变条件下进行的。在温度一按时可得如图1-13所示的压力-液体浓度的瓜葛图(P-X图)。图1-13氧、氮P-X图图1-14氧、氮T-X图图1-13是按照T=常数，绘出的氧、氮均衡系的P-X图，纵坐标为压力，横坐标取氮的液相及气相液体浓度(也可取氧的液体浓度)。每给定1个压力就对应有1个液相及气相液体浓度。分别连接差别压力下的气相液体浓度点及液相液体浓度点，则可得出图中所示的达到最高限度蒸汽线(虚线)和达到最高限度液体线(实线)。其余相区如图所示。在某一压力P1下，与液、汽达到最高限度线的交点分别为点1(X1)和点2(y2)，又因为PN20 PO20按照康诺瓦罗夫定律，氮组分在气相中的液体浓度要大于在液相中的液体浓度y2 x1。一般蒸发(冷凝)历程是在等压下进行的，所以用T-X图来研究这一历程更为利便。在等压下，氧、氮的气液均衡图见图1-14。每经定1个温度，就对应有1个液相及气相液体浓度。把差别温度下对应的气相液体浓度点和液相液体浓度点连接起来，可得达到最高限度蒸汽线(虚线)和达到最高限度液体线(实线)。这两条曲线把图分为三个地区范围：液相区、气相区及两相区。由图1-14可知，纯组分时的沸点TN20 TO20，所以在温度一按时，氮的达到最高限度压力大于氧的达到最高限度压力，即PN20 PO20在某一温度T1下，按照康诺瓦罗夫定律可知，y2 x1。同时，还可以看出，当液体浓度为x1时溶液的沸点是T1，即不等TO20，也不等TN20而是介于二者之间。图1-15差别压力下氧、氮T-x图图1-16氧、氮混淆物的y-x图对差别压力，可得差别的氧、氮均衡曲线(见图1-15)图中压力P3 P2 P1，压力越高，达到最高限度液体线和达到最高限度蒸汽线之间的间隔越窄，也就是说高压下气-液间液体浓度差变小，而在低压下液体浓度差加大。在不异的液相液体浓度X0下，可以看出y1 y2 y3。气液相液体浓度差越大，暗示氧气分散越容易，因此在低压下，分散空气是比力有帮助的，因为可以大大削减精馏塔板的数目。3.汽液均衡液体浓度图(y-x图)在绝对是压力下，取二元溶液中低沸点组分(氮)的液体浓度xN2为横坐标，与其均衡的气相中氮液体浓度yN2为纵坐标，构成的图叫y-x图(见图1-16)在y-x图中P3 P2 P1。当压力愈低时，等压线离y=x的对角钱就愈远，暗示组分在汽液中相的液体浓度差愈大，混淆物分散就愈容易。当压力一按时，因为接纳低沸点组分为坐标的，气在气相中的液体浓度大于液相中的液体浓度，所以等压线均在对角线(y=x线)以上，并为向上突出曲线。如以高沸点组分氧为液体浓度坐标时则相反。用y-x图相识气液均衡时气液相液体浓度的瓜葛很是清晰和利便，所以在二元溶液精馏历程中，阐发塔板上气液液体浓度变化经常要用到该图。4.焓-液体浓度图在空气分散技术中，很多环境下是研究历程的热征象，因此通常接纳焓-液体浓度图(h-x图)来进行研究就显得比力利便。由给定的压力、温度和身分，再按照热焓的计算式子，求出与给定身分相对应的达到最高限度汽相和达到最高限度液相的热焓值，并将所得的点1\\、2\\…和1\、2\、…连接起来，则可得达到最高限度蒸汽线(虚线)和达到最高限度液体线(实线)、之后再借助给定压力下的T-x图，求出在两相区的等温线(见图1-17)。在h-x图上，当xN2=0.xN1=1时，达到最高限度蒸汽线和达到最高限度液体线之间的间隔，分别为液氧的液体变气体潜热ro2和液氮的液体变气体潜热rN2。当压力转变时，因为各组分的达到最高限度蒸汽和达到最高限度液体的热焓随压力而变化，所以达到最高限度蒸汽线和达到最高限度液体线的位置就差别，压力越高，这两条曲线越向上移。H-x图的用场很广，除用来作精馏计算外，还可以用该图求得氧氮混淆物的潜热、液体节省后的液体变气体率及汽液相液体浓度。图1-17氧、氮h-x图图1-18氧、氮h-x图1.6.4空气的精馏历程及设备1.空气的蒸发与冷凝历程，液空的蒸发可以获得比液体原含氮量高的气体，也可获得比液体原含氧量高的富氧液体。液空的蒸发有两种环境：蒸发的蒸汽在整个历程中，不自在器中取出(简略蒸发)而是同原液体同时存在及相接触；蒸发的蒸汽自在器中部门地放出(部门蒸发)，放出的量可以是无限小。底下分别对这两环境进行讨论。⑴液空在严密封闭空间内的简略蒸发(冷凝)历程液空的简略蒸发(冷凝)是在等压下进行的，其历程见图1-19图1-19液空T-X图在P=0.098MPa下，T1=78.8K的达到最高限度液空(x1=79.1%N2)，在图点1位置。当液空受热后，即孕育发生少少数的蒸汽，并与点1的达到最高限度液体成均衡状况，为图中点1\\位置。此时的蒸汽液体浓度y1\\=93.6N2，这时候蒸汽中的氮液体浓度虽则很高，但其量接近于零。随着加热历程的进行，蒸汽量会进一步增加，这时候温度达T2=79.3K。即图中点2位置，器皿内的气液均衡状况分别为2\\和点2\。点2\对应的气相液体浓度y2\\=90.4%N2；点2\对应的液相液体浓度x2\=70%N2，这时候液空液体变气体量β为：β=22\//2\2\\=x1-x2\/y2\\-x2\=79.1-70/90.4-70=44.6%温度继续升高，当加热到图上点3位置时，T3=88K，此时所剩的液体量接近于零，液体变气体量接近100%，与点3相均衡的液相液体浓度即图上点3\位置，x3\=47%N2(53%O2)。温度升高到T4往后，液空全数液体变气体并成为过热气体，其液体浓度酿成含氮量为79.1%的空气。空气在严密封闭器皿中常压下的简略冷凝历程，是上面所说的蒸发历程的逆历程。冷凝历程的组分是持续变化的随着冷凝量的增加，液体中含氧量将降低，当其余最后一点儿蒸汽时，蒸汽中的含氮量到达最大，为93.6%。前已叙述，空气在冷凝时组分是持续变化的，在等压下空气从冷凝起头到局部酿成液空的历程，与纯事物冷凝差别，温度是变化的并逐渐降落。这是因为冷凝液体中低沸点组分氮不停增加的原故，两点温差值约3℃(见空气的T-S图)。如果空气的冷凝是在等温下进行的，空气从起头冷凝到冷凝全数完成，压力暂时慢着慢升高的(见空气P-U图)。图1-20简略蒸发气液液体浓度变化曲线图1-21简略冷凝气液液体浓度变化曲线总之，接纳简略蒸发(冷凝)的要领是不克不及使成为事实氧、氮分散的。关于气液液体浓度变化曲线见图1-20和图1-21⑵空气的分部蒸发(冷凝)历程，所谓分部蒸发，是指液空在蒸发历程中不停的将蒸发的蒸汽引出，最后可获得含氧量较高的液氧，使成为事实空气分散。而分部冷凝是分部蒸发的逆历程。现讨论液空在等压下分部蒸发历程中，蒸发量与产物液体浓度的瓜葛。分部蒸发的历程可见图1-19。当液空中含氧量为20.9%起头蒸发，当44.6%的液空液体变气体后，剩余液空中含氧液体浓度为30%(点2如果将所蒸发的蒸汽全数引走，之后再对含氧为30%的液空进行加热液体变气体，在液空液体变气体量达86.7%时，液空中的氧液体浓度为64.3%，此时再把液体上方蒸发的蒸汽全数引走，从头加热液体变气体。如许依次下去，可获得纯净度较高的液氧产物。产物液体浓度与蒸发的液空量瓜葛如图1-22所示。由图可知，要获得氧液体浓度为95%的液体，大约要蒸发掉94.5%的液空。图1-22氧液体浓度与蒸发的液空量瓜葛因此可以说，接纳该法只能获得少少数的纯液氧产物，而不克不及获得纯氮产物。用这种要领分散氧、氮，能耗高，提取率低，是很不经济的。同样接纳分部冷凝的要领，不停的将冷凝历程的液体引走，则可获得纯净度较高而数目很少的氮气，但不克不及制取纯氧。如上液空的简略蒸发和部门蒸发，都无法取得满意的氧、氮产物。如果把这两个历程联合起来，在统1个设备中进行，就可获得高纯净度的氧和氮产物，这就是冷凝历程。进行这一历程的设备称为冷凝器，又称冷凝蒸发器。布局如图1-23。图1-23分凝器在现实历程中，管内下流液同上涨气体进行质互换时，不成能到达均衡，也就是说氮气纯净度不成能到达100%其缘故原由是接触时间不成能无穷长(因为管长有限)，同时气体上涨速度有绝对似的要求，上涨速度越快，氮气纯净度就越低。2.空气的精馏历程，为了降服冷凝历程的缺点，提高产物的纯净度，就必需增加气液间进行质量和热能的互换时间，这就提出了精馏的要领。所谓精馏，就是把液体混淆物同时并且屡次地运用部门液体变气体和部门冷凝的历程，使低沸点组分(氮)不停地从液相蒸发到气相中去，同时使高沸点组分(氧)不停地从气相冷凝到液相中，最后使成为事实两种组分的分散。这一历程可按图所示的精馏历程简图来申明。图1-24精馏历程示意向图中有1.2.3三个器皿在抱负绝热条件下事情。把压力为0.1MPa的达到最高限度空气(81.5k，y=20.9%o2)持续不停地以绝对是流量步入器皿3，同时以绝对是数目的达到最高限度氧气溶液(x=4%O2，T=77.5K)引入器皿1内。达到最高限度空气自下往上，达到最高限度液体自上往下流动，并在器皿中接触进行热质互换，使氧氮分散，关于液体浓度的变化列于表1-6阐发这一历程具有以下独特之处：表1-6器皿内的液体浓度变化不服衡状况物料均衡状况物料温度(K)氧液体浓度(%)⑴蒸汽不停上涨，液体不停下流，使处于均衡的两相物在器皿中分隔，然落伍入另外一器皿，与不服衡物流接触，再到达新的均衡状况。如此轮回下去，气液相液体浓度发发生变故化，成果气相中氮含量慢慢增加，液相中氧含量慢慢提高。使氧氮混淆物获得分散。⑵下部进料的达到最高限度气温无上，起加热效用。顶部步入的达到最高限度液体温度最低，起冷却效用。气液相需持续进料，如许才气保证器皿中热质互换历程持续地、不变地进行，同时不停地获得产物。3.精馏塔的效用，图1-24所示历程仅只说了然精馏历程的基本概念，现实历程还要庞大些。为了使汽、液接触后能接近均衡状况，就必需要增大汽液接触平面或者物体表面的大和增加接触时间。为此，精馏历程通常为通过专门设备，即精馏塔来使成为事实的。精馏塔为圆柱形筒体，此中配备布置很多层彼此平行的塔板。今朝在制氧机中所用的精馏塔，主如果筛板塔，其布局如图1-25所示。⑴使不服衡的蒸汽与液体在板长进行热质互换，并趋势均衡。⑵使趋势均衡的蒸汽继续上涨，液体继续往下流，即把趋势均衡的两相物分隔，之后在相邻的塔板上再进行新的接触。这个之外，还应连结：精馏中无化学反映；塔板上下气、液相液体浓度的变化瓜葛成直线瓜葛；沿塔的高度，气相的热焓值和液相的潜热，都近似相称。1塔体2筛板3溢流装配图1-25筛板塔示意向4.单级精馏塔和双级精馏塔，空气的精馏可以分为单级精馏塔与双级精馏塔两种。⑴制取纯氮的单级精馏塔，制取纯氮的单级精馏塔如图1-26所示。空气以0.5~0.8MPa压力并冷却至达到最高限度状况后，送入单级精馏塔的底部，作为精馏历程中的上涨蒸汽。空气经塔板时，与温度比它低的下流液体接触，进行热质互换。为了获得精馏所需的回流液，从冷凝器中除引出一部门氮气作产物外，大部门冷凝成液氮作为回流液。冷凝蒸发器要没事了事情，必需要有绝对似的温差，在0.57MPa压力下，液体浓度为99.9%的氮气冷凝温度是96.2k；而0.57MPa压力下与含氧量为20.9%的空气相均衡的液空液体浓度在38%O2摆布，节省至0.13MPa压力时，液空中的含氧量为42.7%此时的温度是82.9k，比氮气的冷凝温度要低13.3k。这一温差完万能餍足冷凝的没事了事情，因此，该塔可以获得纯氮产物。1塔体2冷凝蒸发器3节省阀1塔体2加热盘管3节省阀图1-26制取纯氮的单塔图1-27制取纯氧的单塔⑵制取纯氧的单级精馏塔，制取纯氧的单级精馏塔如图1-27所示，空大气的压力缩至0.5~1.2MPa压力，并予先冷却到133k后，送入下塔盘管。空气在盘管内放热而被冷却液化，同时盘管外液氧蒸发，作为塔的上涨蒸汽。压缩空气冷却液化后节省至0.15MPa压力，温度约83k摆布送入塔顶部。液体自上而下与自下而上的汽体在塔板长进行热质互换，只要有绝对似的塔板数，在塔底就能够获得99.5%的液氧，并可作为产物引出。可是，因为塔顶是以液空喷淋的，所以在塔顶不成能获得纯氮。如果入塔顶是100%的液空，即液空中含氧量为20.9%，与此相均衡的蒸汽中的氮含量为93%也就是说塔顶中获得的蒸汽含氮量的无上值为93%N2此中将有的氧随氮气排出7%现实上液空节省后，有绝对似的液体变气体率，液空中的含氧量将高于20.93%。与之均衡的蒸汽中的氮液体浓度也进一步降低。在差别液体变气体量下，液空中的氧含量及均衡气相中的含氧量列于表1-7从其中可知，如果节省后的液空液体变气体率越大，则氧的丧失越大。表1-7液空汽液均衡值液空液体变气体量(%)液相中含氧量(%)气相中含氧量(%)综上所述单级精馏塔有以下独特之处：①只能制取一种纯产物，对制取纯氮的单级精馏塔，副产品是富氧气体；对制取纯氧的单级精馏塔，副产品是污氮气。因此要同时制取两种高纯净度产物时，单级精馏塔是不克不及餍足的。②单级精馏塔，经济性较差，以制取纯氧的单级精馏塔为例，氧的提取率只有65%摆布。③单级精馏塔布局简略，操作利便，易于自己主动化节制。对只出产一种纯产物的小规模空分设备，接纳单塔可以使成为事实无人操作。5.双级精馏塔，为了同时出产高纯净度的氧和氮产物，可接纳双级精馏塔，其布局如图1-28。双级精流塔首要由三部门构成：⑴下塔又叫中压塔。事情压力通常是0.5~0.6MPa鄙人塔，原料空气到达初步分散，可获得纯液氮和富氧液空。⑵上塔又叫低压塔。塔的事情压力通常是0.05~0.06MPa。以富氧液体为原料进行分散，取得高纯净度氧和氮产物。(3)冷凝蒸发器(简称主冷凝器)。一般介于上下塔之间。上塔通过主冷凝器，从下塔取得热能，使液氧蒸发。下塔通过主冷凝器，从上塔取得冷量，使氮气冷凝。冷凝器首要有短管式，长管式，板式等几种布局。双级精馏塔的事情历程：原料空气冷却到或者接近达到最高限度状况，以下塔的事情压力步入塔釜，空气自下而上经过每块塔板参入精馏，鄙人塔顶获得高纯氮气。氮气在主冷凝中全数被冷凝，一部门作为下塔的回流液，自上而下沿塔板下流，与气体进行热质互换，最后可在塔釜中获得含氧为35~40%的液空；另外一部门经液氮节省阀降压落伍入上塔顶部作为回流液。下塔顶部氮气的纯净度决定于于下塔板数的几多，通常是97~99.999%N2，如在0.57MPa压力下，含氮量为99.9%的氮气，其冷凝温度96.2k。上塔底冷源是0.15MPa下塔纯净度为99.5%的液氧，其蒸发温度为1下塔2冷凝蒸发器3上塔4节省阀94.2k，所以主冷凝器是在2k温差环境下事情的。图1-28双级精馏塔下塔釜中的液空，经节省阀降压后送入上塔中部。节省后液空中的氧液体浓度为41%，与其均衡的气相中氧液体浓度可达16%高氧的提取率，在液空进料口上方需配备布置一部门塔板，并以下塔节省后的液氮作为回流液，使氧、氮继续精馏分散，可在上塔顶获得高纯净度氮气。液空进料口以上的上塔部门，首要用于氧气分散，通常称为精馏段或者浓缩段。液空从上塔中部进料往后，沿塔板逐块下流，与上涨蒸汽在塔板长进行热质互换，如容许在上塔底获得纯液氧。液氧在主冷凝器中蒸发后，一部门作为产物引出(气氧产物时)；另外一部门作为上塔精馏用的上涨蒸汽。液空进料口以下的这部门上塔，首要起着氧氩分散的效用，通常称为提馏段或者蒸馏段。6.精馏塔的物料及能+量均衡，在不变工况下，单位时间内流入精馏塔内的事物数目和能+量，应等于单位时间内流出的事物数目和能+量，这就是事物不灭定律和能+量守永恒固定律，也叫精馏装配的物料均衡和能+量均衡瓜葛式在精馏塔内的精馏历程应遵照这两条定律。⑴精馏塔的物料均衡和能+量均衡瓜葛式。在整个精馏塔(图1-28)为体系来讨论。设加工空宇量为VK(m3/h)，纯净度yk，热焓hk；氧气产量为Vo2(m3/h)，纯净度为yo，热焓ho；氮气产量为VCN(m3/h)，纯净度ycN，热焓hcN；外界导入体系的热能为qB(KJ/m3空气)。物料均衡式VK=VO2+VCN组分均衡式(以物流中氧组分计)Vkyk=Vo2yo+VcNyCN精馏塔的能+量均衡，即步入精馏塔的能+量，应等于离开精馏塔物流带出的能+量，可得下面所开列瓜葛式：VKhK+VKqB=VO2hO+VCNycN⑵氧、氮产量与加工空宇量及产物氧、氮纯净度的瓜葛，如果空气能使成为事实纯粹分散，那末1m3的空气可以出产出0.209m3的氧气和0.791m3的氮气。也就是说出产1m3的氧气，需要4.79m3的加工空气。现实历程中，氧、氮不成能使成为事实纯粹分散，所以出产每1m3的氧气，所需的加工空宇量要大于上面所说的理论值。按物量及组分均衡瓜葛式，可以获得氧气产量计算式子VO2=(yK-yCN/yO-yCN)VK(1-19)为评价空分设备的精馏完美水平，通经常使用氧的提取率β来权衡。所谓氧的提取率，是暗示氧产物中所含氧量，占整个加工空气中含氧量的比例，其数码抒发式为：β=(1-20)
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