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气体分离设备的系统组成与分类蹦蹦床

文章来源:诚科机械网  |  2021-03-15

气体分离设备就是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备,简称空分设备。其原理是将经过净化的带压或加压的原料气逐级冷却至各分离组分的冷凝温度进行分凝(单级或逐级冷凝);或使原料气加压、冷却、液化、再精馏进行分离。它的最低工作温度为77K。直至19世纪末空气仍被称为“永久气体”,后来人们发现在深低温下空气也能液化,并因氧、氮沸点不同,可以从液化空气中分离出氧气和氮气。第一台商品化的制氧机于1903年制成,它最初只是用于金属的气焊和切割。30年代末,氮肥工业需要氮气,制氧机发展到能同时生产氧气和氮气,改称空气分离设备。

气体分离设备是由多种机械和设备组成的成套设备,常按空气压力来分类,所以,一般气体分离设备分类可分为有高压、中压和低压3种。不同的分类组成也有一定的差别,这里小编详细的为您介绍一下低压气体分离设备的组成。

低压气体分离设备由空气压缩系统、杂质净化和换热系统、制冷系统和液化精馏4个主要系统组成。相应的机械设备有空气透平压缩机、空气冷却塔、透平膨胀机和分馏塔等。低压气体分离设备的工作原理建立在液化循环和精馏理论基础上进入的空气先经空气过滤器,而后由透平压缩机空气冷却塔压缩和冷却到压力为0.5兆帕、温度为303K左右,再进入切换式换热器(E1、E2)两换热器能清除空气中的水和二氧化碳,并进行热交换,把空气冷却到接近液化温度(101K)后送入下塔,从下塔抽出一部分空气送到换热器(E2)加热。加热的空气与下塔来的少量冷空气汇合后进入透平膨胀机绝热膨胀,产生需要的冷量,然后被送往上塔精馏。余下的空气在下塔初步精馏。在底部得到含氧38%的液化空气,在下塔的顶部得到含氮 99.99%的纯液氮,在中部获得含氮约95%的污液氮。液化空气、纯液氮、污液氮分别从下塔抽出通过节流阀减压到约0.05兆帕,送入上塔作回流液,在此进行第二次深低温精馏,在上塔底部得到含氧99.6~99.8%的高纯度氧气,流经换热器(E4、E2、E1)与空气进行热交换,升温到大气温度后排出塔外。在上塔顶部获得含氮99.999%的高纯度氮气,在上塔中部得到含氮约96%的污氮,均经换热器(E3、E4、E2、E1)复热到大气温度后排出装置。

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