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空分裝置
鎖定
最常用的空氣分離方法是低温精餾法分離。低温分離方法通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態,經過低温精餾根據不同沸點而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備,廣泛應用於傳統的冶金、新型煤化工、大型氮肥、專業氣體供應等領域。
其它空氣分離方法,如膜分離法、變壓吸附法(PSA)和真空變壓吸附法(VPSA)等,主要是應用於從空氣中分離單一組分。而用於半導體器件製造的高純氧、氮和氬需要低温精餾法。同樣,稀有氣體氖、氪和氙的可行來源是也使用低温精餾法。
因此低温精餾法是最重要的空氣分離方法。
空分裝置空分裝置原理
空分裝置低温精餾法
低温精餾法方法是先將空氣冷卻至液化,然後在不同的沸騰温度下選擇性地蒸餾成分。該工藝可以生產高純度氣體,能耗高。低温分離過程要求熱交換器和分離塔緊密結合,以獲得良好的效率,所有制冷能量都由裝置入口的空氣壓縮機提供。
為了達到較低的精餾温度,空分設備需要利用節流裝置獲得製冷量即等温節流效應(林德液化循環), 或利用膨脹機獲取大的等熵膨脹製冷量(克勞特液化循環),將空氣液化,並且冷設備必須保持在一個絕緣的外殼內(通常稱為“冷箱”)。
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空分裝置其它空氣分離方法
膜技術可以為空氣分離提供替代的、低能耗的方法。例如,在環境或温暖温度下操作的聚合膜可以產生富氧空氣(25-50%氧氣)。陶瓷膜可以提供高純度的氧氣(90%或更多),但需要更高的温度(800-900℃)才能工作。這些陶瓷膜包括離子傳輸膜(ITM)和氧傳輸膜(OTM)。膜氣體分離是用來提供貧氧和富氮氣體,而不是空氣,以填補燃料箱的噴氣式客機,從而大大減少了意外火災和爆炸的機會。相反,膜氣體分離被用來為飛行員提供富氧空氣在高空飛行的飛機上沒有加壓艙。
變壓吸附提供從空氣中分離氧或氮而不液化。該工藝在環境温度下運行;沸石(分子海綿)暴露於高壓空氣中,然後釋放空氣並釋放所需氣體的吸附膜。壓縮機的尺寸比液化裝置小得多,便攜式製氧機就是這樣製造的,為醫療目的提供富氧空氣。真空變幅吸附也是一個類似的過程;產品氣體是在亞大氣壓下從沸石中析出的。
空分裝置空分裝置組成部分
自空壓機來的壓縮空氣,經空氣預冷系統預冷淨化,分子篩除去水分、二氧化碳、碳氫化合物等雜質後,一部分空氣被直接送往精餾塔的上塔,另一部分則進入膨脹機經膨脹製冷後,被送往下塔。精餾塔中,上升蒸汽和下落液體經熱量交換後,在上塔的頂部可得到純度很高的氮氣,在上塔底部可得到純度很高的氧氣。
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空分裝置壓縮系統
空氣壓縮系統包括空氣入口過濾器,空壓機,空壓機級間冷卻器,空壓機放空消音器等等
空分裝置預冷系統
空分裝置純化系統
空分裝置換熱系統
空分裝置精餾系統
空分精餾系統包括精餾塔,冷凝蒸發器等等
空分裝置產品送出系統
產品送出系統包括調壓站,計量站等等
空分裝置液體儲存後備系統
後備系統包括液體儲罐,氣體儲罐,液體蒸發器等等