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2019/12/18空气分离方法简介工业中用于空气分离的方法主要有深冷分离、吸附法和膜分离法三种1、深冷分离法利用制冷与精馏技术将空气中的氧、氮和氩等分离，是目前应用最广泛的空气分离方法。2、吸附法利用特殊分子筛（目前常用的有碳分子筛）对空气中的氧和氮吸附性能不同，将其分离，是一种很有前途的低纯度（一般氧气纯度不超过95%）分离方法3、膜分离法利用氧气和氮气在膜中渗透的速度不同，将空气中的氧和氮分离，此方法比较适合生产富氧空气精馏原理什么是精馏？精馏是利用混合物各组分的沸点（挥发度）不同，多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程，以达到分离的目的氧气来自主冷液空来自下塔污氮气低压氮气空分上塔示意图膨胀空气液氮来自下塔精馏原理什么叫回流比？回流比一般是指下流液体量与上升蒸气量之比，用R表示即回流比增加时：a、对于上塔，塔顶氮气纯度上升，塔底氧气纯度下降；b、对于下塔，塔顶氮气纯度上升，塔底液空纯度下降。精馏设备化工生产中精馏操作一般都在分馏塔里完成，按照塔的结构可以分为两大类：筛板塔和填料塔分馏塔结构液空来自下塔液氮来自下塔空气来自换热器液空去上塔塔规整填料塔筛板塔分馏塔阻力简介分馏塔阻力由三部分组成：①干板阻力干板阻力与气体的流速的平方成正比，当塔的直径一定时，进塔空气量增加，流速必然增加，因此，阻力也增加②液体静压力由P静压力=ρgh可得静压力与塔板上的液体厚度成正比，当回流液增加时，塔板上的液体厚度增加，阻力随之增加③液体表面张力上升蒸汽离开塔板时必须克服液体表面张力降液管（也叫溢流斗）出口挡板筛孔板进塔空气量增加塔内阻力增加回流液增加塔内阻力增加筛板塔和填料塔的优缺点筛板塔填料塔阻力大小操作弹性70%~105%30%~110%液体滞留量大小塔径大小塔高低高分离效率低高变负荷速度慢快从上表可以看出：虽然填料塔高度增加，但其具有阻力小、分离效率高、塔径小等多项优点，目前空分装置的上塔和氩塔全部采用规整填料塔，下塔也逐渐开始采用填料塔空气精馏分离操作中常见故障分析空气精馏塔操作中常见故障包括：上下塔压力背离、氧氮气纯度不合格、漏液、液悬、粗氩冷凝器氮塞以及精氩冷凝器氩固化等氧气纯度下降的原因分析氧气纯度下降的原因有以下几点：①产品氧气量过大由物质守恒定律可以得到，加工1m³空气最多只能生产0.209m³的氧气，超过该值纯度必然下降。②液空纯度过低液空纯度低必然导致液空量过大，上塔提留段回流比过大，氧气纯度下降；此外，液空纯度低，要使氧气纯度不变，必需经过更多的塔板分离。③进上塔膨胀空气量过大进上塔的膨胀空气增加，上塔精馏段的回流比降低，精馏段的平均氮纯度降低，氧气提取率必然降低，如果氧气量不变的话，纯度肯定降低；另外，由于膨胀后的空气存在一定的过热度，进入上塔时，会破坏进口附近塔板的精馏工况，降低塔板精馏效率，从而导致氧纯度降低；当空压机排气量一定时，如果进上塔的膨胀空气增加，则进下塔的空气量必然会减少，从而主冷的负荷减小，上塔提留段回流比增大，氧气纯度降低④主冷液氧液位过高主冷液位过高使得主冷底部压力过高，液氧的沸点升高，主冷温差减小，液氧蒸发量随之减小，上塔提留段回流比增大，氧气纯度下降。⑤塔板效率下降塔板变形、塔体倾斜及筛孔被堵时，塔板精馏效果下降，氧纯度下降⑥精馏工况异常当发生液悬或漏液等异常时，氧纯度下降⑦主冷泄露当主冷泄露时，压力较高的氮气进入氧侧，必然会导致氧气纯度下降氮气纯度下降的原因及处理氮气纯度下降原因分析①液氮或污液氮节流阀操作不当，导致塔内回流比减小，氮气纯度下降②空气量少，而氮气量过大③下塔精馏工况异常28000空分氮气纯度下降的处理①适当关小V3002和V3003阀，增加下塔回流液氮量②适合增加空气量或者减小氮气量（关小氮气连通阀、停止排液氮等）③稍开氦氖吹除阀V3308和V3309上下塔压力背离原因分析上下塔压力正常变化规律为：同步上升或者下降，并且变化率为△P上≈3△P下，即上塔压力上升（或下降）1Kpa，下塔自动上升（或下降）3Kpa。上下塔压力背离时的现象：①上塔压力和阻力都下降②下塔压力上升，阻力下降③氧纯度下降注：由于发生的原因不同，现象可能不一样。上下塔压力背离原因分析背离的原因有以下几点：①主冷液位过高，导致主冷底部静压力过高，液氧的沸点升高，主冷温差减小②液氮侧压力换热效果差a、液氮液位过高，导致氮侧传热系数降低b、液氮侧不凝气（氦氖气）没有及时排出，占居换热面积液悬什么是液悬？简单的讲，液悬就是分馏塔内液体不能从上往下流动。液悬的典型现象：①阻力周期性波动，液悬开始时阻力逐渐增大，当增加大到一定值时突然下降。②塔底液位与阻力同步波动，当阻力上升时液位下降，然后突然上升。正常精馏工况液悬液悬原因分析从右图可以看出：为了使上一塔板的液体顺利流到下一塔板上，必须满足：ρgh+P2＞P1ρgh＞P1-P2即h＞（P1-P2）/ρg，否则降液管里的液位自动增加直至与上一塔板平齐而无法下流形成液悬一般认为：当h超过降液管高度的50%时就已经发生轻微的液悬了上升蒸汽P2P1P1-P2即为塔板阻力液悬原因分析由上述分析可以得出导致液悬的原因有两点：1、塔板阻力增加①空气量过大；②筛孔直径过小或开孔率小；③筛孔被冰、固体CO2、分子筛粉末或铝屑堵塞；④下流液体过多导致塔板液层高度过高。2、降液管阻力增加①降液管设计过小；②降液管变形等导致流通能力降低；③下流液体过多液悬处理方法如果是空气过多造成的液悬首先可以尝试减小空气量，降低负荷运行来消除，如果无法消除液悬则可以对分馏塔切气静止一段时间后重新导气如果是由于冰或冰堵塞孔板导致的液悬，可以尝试低负荷运行来消除，如果无法消除则停车加温如果是由于分子筛或硅胶等其他固体杂质进入分馏塔导致孔板堵塞引起的液悬，可以尝试低负荷运行来消除，如果无法消除则只有停车检修漏液当上升气量减少过多或者筛孔直径过大时，由于气流速度过小而托不住筛孔上的液体，液体从筛孔直接漏入下一塔板，即为分馏塔漏液。漏液汽轮机转速低时如何操作？谢谢大家