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专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全

作者:yebuyugz9B    发布时间:2024-04-20 10:09:18    浏览量:

第一部分:大概介绍空分装置:

专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全

  1. 空分装置就是用来把空气中的各组份气体分离,分别生产空气组分的氧气氮气氩气等等气体的一套工业设备装置。
  2. 最常用的空气分离方法是低温精馏法分离。低温分离方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态,经过低温精馏根据不同沸点而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备,广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。
  3. 其它空气分离方法,如膜分离法变压吸附法(PSA)真空变压吸附法(VPSA)等,主要是应用于从空气中分离单一组分。而用于半导体器件制造的高纯氧、氮和氩需要低温精馏法。同样,稀有气体氖、氪和氙的可行来源是也使用低温精馏法。
  4. 因此低温精馏法是最重要的空气分离方法。

低温精馏法方法是先将空气冷却至液化,然后在不同的沸腾温度下选择性地蒸馏成分。该工艺可以生产高纯度气体,能耗高。低温分离过程要求热交换器和分离塔紧密结合,以获得良好的效率,所有制冷能量都由装置入口的空气压缩机提供。

为了达到较低的精馏温度,空分设备需要利用节流装置获得制冷量即等温节流效应(林德液化循环), 或利用膨胀机获取大的等熵膨胀制冷量(克劳特液化循环),将空气液化,并且冷设备必须保持在一个绝缘的外壳内(通常称为“冷箱”)。 [1]

膜技术可以为空气分离提供替代的、低能耗的方法。例如,在环境或温暖温度下操作的聚合膜可以产生富氧空气(25-50%氧气)。陶瓷膜可以提供高纯度的氧气(90%或更多),但需要更高的温度(800-900℃)才能工作。这些陶瓷膜包括离子传输膜(ITM)和氧传输膜(OTM)。膜气体分离是用来提供贫氧和富氮气体,而不是空气,以填补燃料箱的喷气式客机,从而大大减少了意外火灾和爆炸的机会。相反,膜气体分离被用来为飞行员提供富氧空气在高空飞行的飞机上没有加压舱。

变压吸附提供从空气中分离氧或氮而不液化。该工艺在环境温度下运行;沸石(分子海绵)暴露于高压空气中,然后释放空气并释放所需气体的吸附膜。压缩机的尺寸比液化装置小得多,便携式制氧机就是这样制造的,为医疗目的提供富氧空气。真空变幅吸附也是一个类似的过程;产品气体是在亚大气压下从沸石中析出的。

自空压机来的压缩空气,经空气预冷系统预冷净化,分子筛除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质后,一部分空气被直接送往精馏塔的上塔,另一部分则进入膨胀机经膨胀制冷后,被送往下塔。精馏塔中,上升蒸汽和下落液体经热量交换后,在上塔的顶部可得到纯度很高的氮气,在上塔底部可得到纯度很高的氧气。 [1] [2-3]

空气压缩系统包括空气入口过滤器,空压机,空压机级间冷却器,空压机放空消音器等等

空气预冷系统包括水冷塔,空冷塔,水泵,冷冻机等等

分子筛纯化系统包括分子筛吸附器,氮气放空消音器等等

空分换热系统包括主换热器,过冷器等等

空分精馏系统包括精馏塔,冷凝蒸发器等等星空体育登录入口

产品送出系统包括调压站,计量站等等

后备系统包括液体储罐,气体储罐,液体蒸发器等等

第二部分:了解与空分有关的设备

  • 锅炉---提供电力和蒸汽,从而提供动力
  • 空分---提供化工厂所需的仪表空气、工厂空气、氮气、氧气等
  • 水处理---提供充足的水,有循环水、纯净水、生产用水、生活用水、废水处理、中水回用
  • 仓储---储存原料和产品
  • 总变系统---提供电力
  • 空压机---沈阳鼓风机集团股份有限公司(简称沈鼓集团)(MCO)+西门子电机
  • 增压机---阿特拉斯(多轴)+ABB电机
  • 空分---杭氧、开空、川空、液空(国内);林德、法液空、AP、普莱克斯(国外)
  • 空压站---寿力Sullair(美国)压缩机(阿特拉斯、英格索兰、埃利奥特、韩华(三星)、世亚)
  • 杭州山立干燥机(纽曼泰克、德格瑞、日盛)
  • 沈阳鼓风机集团股份有限公司(简称)是国有大型一类企业,其前身沈阳鼓风机厂始建于1934年,1952年国家投资170万元进行扩建改造,成为全国第一个风机专业制造厂,2003年整体转制为沈阳鼓风机集团有限公司。2004年5月,根据国家振兴东北老工业基地的战略,按照省市区政府的统一部署,沈鼓集团凭借品牌和管理优势对沈阳水泵股份有限公司、沈阳气体压缩机股份有限公司进行了战略重组和重大技术改造,组建新的沈鼓集团。新建成的沈鼓集团位于辽宁省沈阳市经济技术开发区,总投资20亿元,占地面积80万平方米,员工总数5700余人,资产总额96亿元。
  • 沈鼓集团主要从事研发、设计、制造、经营离心压缩机轴流压缩机等8个系列300个规格的风机类产品,高压给水泵强制循环泵核泵等51个系列579个品种的泵类产品,45个系列400个规格的往复式压缩机产品,广泛应用于石油、化工、冶金、空分、天然气输送、制药、制酸、国防、环保等领域。目前是国内生产规模最大、技术力量雄厚、工艺装备精良、产品质量最佳、竞争力较强、经营效能较高、设计和制造技术始终居于同行业领先地位,并接近国际同行业先进水平的装备制造业企业。
  • 沈鼓MCO压缩机具有单缸体结构、采用四段压缩、首级轴向进气、特制叶轮连接方式等特点,MCO压缩机已生产制造了90余台,目前已有最大业绩为七台河宝泰隆煤化工公司MCO60000Nm³/h空分压缩机,流量为330000Nm³/h;另外,沈鼓SVK型空分装置用离心压缩机组具有结构紧凑、运行稳定、逐级冷却等优势特点,该机组已有30余台2-4万空分此类产品的设计制造经验,目前最大业绩为新疆国泰4.2万空分空压机,其压力为0.6MPa,最大振幅26um,轴承温度不超过80℃。
专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图2)

  • 西门子电机是产地为江苏,尺寸电压范围为220v/380v 50hz,技术特点为防护等级IP55 ,高防护将延长。
  • 西门子电机(SIEMENS电机)西门子公司是全球领先的电机制造商,西门子是德国的品牌,拥有超过100多年的电机制造经验。西门子电机产品涵盖了几乎所有工业领域所能使用的电机,无论您需要驱动何种负载,西门子电机都能满足系统的具体要求。
专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图3)

  • 阿特拉斯·科普柯是世界领先的工业生产率解决方案提供商。其产品和服务范围涵盖压缩空气气体设备发电机建筑与采矿设备、工业工具和装配系统以及相关的售后服务和租赁服务。
  • 压实设备、压缩空气与气体、发电机、吊车和电车、地基和岩石加固工具、拆除设备、材料去除工具、气动马达、泵、混凝土设备、灌浆设备、移动式破碎机和筛分机、空气管路附件、膨胀机、装载和运输设备、装配工具、钻机和凿岩机、钻井工具
  • 集团的总部位于瑞典斯德哥尔摩,它在全球各地的分支遍布 150 多个市场,并在大约 80 个国家(地区)设有本地销售运营网络。在其余国家(地区),产品是通过经销商和服务网络进行营销的。
  • 集团在大约 20 个国家(地区)设有 68 个生产制造工厂。制造工厂主要集中在比利时、瑞典、美国、德国、法国和中国。
专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图4)

  • ABB电机是瑞士生产的,因为ABB集团位列全球500强企业,集团总部位于瑞士苏黎世
  • ABB发明、制造了众多产品和技术,其中包括全球第一套三相输电系统、世界上第一台自冷式变压器、高压直流输电技术和第一台电动工业机器人,并率先将它们投入商业应用。ABB拥有广泛的产品线,包括全系列电力变压器和配电变压器,高、中、低压开关柜产品,交流和直流输配电系统;
  • 电力自动化系统,各种测量设备和传感器,实时控制和优化系统,机器人软硬件和仿真系统,高效节能的电机和传动系统,电力质量、转换和同步系统,保护电力系统安全的熔断和开关设备。这些产品已广泛应用于工业、商业、电力和公共事业中。
  • 1、杭氧:杭州杭氧股份有限公司是在原杭州制氧机集团有限公司的基础上通过股份制改造设立的国内最大的空分设备和石化设备开发、设计、制造成套企业,以设计、制造、销售成套大中型空分设备和石化设备为核心业务,是我国空分设备行业唯一一家国家级重点新产品开发、制造基地,属高新技术企业,拥有国家级技术中心,享有国家外贸自营权,是我国重大技术装备国产化基地,亚洲最大的空分设备设计和制造基地,并已成为国际空分“五强”企业。
  • 2、开空:开封空分集团有限公司成立于1958年,于1965年建成投产,是我国气体、液体分离设备制造业的大型、骨干企业、河南省高新技术企业、省创新型试点企业,承担着省重大科技项目的研制与开发。主要产品为成套大、中型气体、液体空气分离设备,金属组装式冷库,城市污水工业废水成套环保工程及设备,其中大、中型成套空分设备为公司主导产品。在国内空分行业中处于第二名的地位。
  • 3、川空:四川空分设备(集团)有限责任公司位于成都以东,距离成都55公里的简阳市,占地1000余亩,拥有控股子公司16个,参股企业15个,形成了集科工贸为一体的、跨行业、跨地区的大型企业集团,目前总资产达到18亿元,年生产规模已达30亿元以上,年设备生产能力达50000吨。
  • 4、液空:液化空气(杭州)有限公司于1995年01月19日在杭州市市场监督管理局登记成立。法定代表人Olivier MI CHEL,公司经营范围包括生产:工业气体设备、低温储槽及配套设备、零部件等。
  • 杭氧在6---8万的等级空分质量,性价比不错。开空3---5万的等级做的不错。川空做的4万等级的空分差。
  • 林德(Linde)、法液空(AL)、普莱克斯(Praxair)、美国空气化工产品(APCI
  • Linde和Praxair合并成新Linde
  • 英格索兰(纽约证券交易所代码:IR) 是一家全球性的多元化工业公司,该公司目标是通过创造舒适、可持续发展及高效的环境来全面改善生活质量。英格索兰的员工和旗下品牌:Club Car®、英格索兰(Ingersoll Rand®)、冷王(Thermo King®)和特灵(Trane®)共同致力于改善民用住宅和楼宇建筑的空气品质及舒适度,运输和保护食品及易腐品安全,并提高工业领域的生产率和效率。英格索兰公司2013年的年销售额为120亿美元,该公司愿景是建设一个持续进步、基业长青的世界。
  • 总部地点:美国北卡罗来纳州戴维森
  • 经营范围:空气压缩设备,工具和电动工具等

第三部分:介绍空分

  • 氧气:钢铁、化工、机械、国防、医疗
  • 氮气:化工行业、电子工业保护气、冷轧/镀锌保护气、食品冷冻剂
  • 氩气:电子工业保护气、特殊金属焊接保护气
  • 氪氙:电光源方面,灯泡中的充装气
  • 1903年,德国人卡尔·林德发明制造了世界上第一台以深冷法生产氧气的空分设备,采用高压节流单塔流程,产氧量为10m³/h,目前空分的制氧能力已经达到10 0000Nm³/h。
  • 国外从事空分行业的知名企业有:德国的林德集团、法国液空公司、美国气体产品公司(APCI)、美国普莱克斯公司。
  • 国内从事空分的知名企业有:杭氧、开空、川空
  • (1)化学法:将氧化物在一定条件下分解,放出氧气。但是化学法原料贵且消耗量大,生产能力小,难成规模,只能用于实验室制氧。
  • (2)电解法:利用水电解制氧,在电解槽中通电,使水分离,制氧制氢,纯度高。
  • (3)物理分离法:a)低温法;b)变压吸附PSA:分子筛对空气中的氧、氮选择性吸附,需要一个吸附塔,一个解析塔;c)膜分离法:利用有机膜的渗透选择法。
  • 空气过滤器---空气压缩机---预冷系统---纯化系统---增压机---膨胀机---换热器(氧氮气)---精馏塔---氩系统---氩气。

第四部分:某公司目前空分装置

  • 型式:深冷法 低温空气分离(电机驱动)
  • 氧气产量:4.8万表标立方(27公斤)
  • 氮气产量:2.6万表标立方(8.5公斤)和0.7万表标立方(36公斤)
  • 氧气纯度:99.8%
  • 氮气纯度:99.999%
  • 液氧储量:1500m³
  • 液氮储量:2000m³
  • 1、空气过滤器:自洁式空气过滤器:25.1万标立方的原料空气经自洁式空气过滤器,除去机械杂质和灰尘,防止固体杂质磨损压缩机运转部件。可以自身吹除滤筒上的灰尘。
  • 2、空压机:为空气升压,使得空气的压力到5.2公斤。---利用离心式压缩机
  • 离心式压缩机:原理是通过叶轮对空气做功,在叶轮和扩压器的流道内,利用离心升压作用和降速扩压作用,将机械能转换为气体的压力。简单说:就是利用叶轮的高度旋转将常压空气甩进一定的空间,从而提高空气的压力。一个叶轮使气体提高的压力是有限的,所以,要用多个叶轮压缩。
  • 润滑油站:可以是沈鼓的油站,还可以是德国的油站。
  • 3、预冷系统:预冷系统由空气冷却塔水冷却塔水泵组成。来自空压机的空气进入预冷系统中空气冷却塔的下部,依次与冷却水、冷冻水逆流接触达到冷却、干燥的目的,并除去空气中的灰尘和酸性气体,水冷塔的作用是利用精馏塔反流污氮气与水换热后提供冷冻水。
  • 鲍尔环填料:是20世纪40年代德国BASF公司在拉西环填料的基础上开发的,它采用金属薄板冲扎制成,在环壁上开出了两排带有内伸舌叶的窗孔,每排窗有五个舌叶弯入环内,指向环心,在中心处几乎相搭,上下两层窗孔的位置相互错开,一般开孔的总面积约为整个环面积的35%左右。典型厂家:萍乡联创环保;材 质:金属,陶瓷,塑料;
专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图5)

专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图6)

  • 4、纯化系统:经预冷系统出来的空气经分子筛纯化器除去空气中的水、乙炔、二氧化碳、碳氢化合物等,分子筛吸附器两个交替使用,一个吸附时,另一个再生。
  • 分子筛:人工合成的晶体硅酸盐,
专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全(图7)

  • 5、空气增压机:来自分子筛的净化空气经离心式空气增压机压缩后去膨胀机,还有的去精馏塔。
  • 6、板式换热器:多层板翅式结构,各通道中的冷热气通过翅片和隔板进行热交换。使压缩空气冷却。
  • 7、膨胀机:透平膨胀机是一种旋转式制冷机械,制冷量占总冷量的85%-90%,节流降温。
  • 8、精馏塔:利用氧氮的沸点不同,混合液体吸收蒸汽热量而部分蒸发,沸点低的氮较多蒸发,沸点高的氧冷凝,这样,蒸汽中的氮浓度增大,液体中的氧浓度增大,经多次蒸发和冷凝,最终达到分离氧和氮。上氮下氧

第五部分:其他

  • 常温氧气控制阀金属材料的选择原则:依据GB 16912-2008《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》表2

材质

工作压力


p≤0.1

0.1<p≤1

1<p≤3

3<p≤10

10<p≤15

专题三十六:公用工程之一空分装置知识大全

15<p≤20

碳钢

根据管系压降确定

20m/s

15m/s

不允许

不允许

不允许

不锈钢

30m/s

25m/s

pv≤45撞击场合

4.5m/s撞击场合

4.5m/s

  • 一般氧气管线上的控制阀主要功能有隔离、调节、放空、旁路。常用的类型有:截止阀、蝶阀、球阀、旋塞阀。不允许用闸阀

第六部分:空分安全知识

第七部分:盈德气体

  • 盈德气体集团有限公司是一家工业气体公司,总部位于上海市,成立于2001年10月。公司主营业务包括现场制气、液体销售与配送等,主要产品包括氧气、氮气、氩气、氢气、合成气等工业用气及超纯氨气等特殊气体,主要服务的客户为钢铁、化工、有色金属、电子及能源等行业的企业。
  • 四大业务板块
  • 1、空分业务
  • 包括氧气、氮气、氩气、氢气、合成气等工业气体及超纯氨气、六氟化硫等特殊气体。
  • 2、液体销售及配送
  • 盈德气体零售业务主要覆盖金属加工、化工、材料、电子及食品饮料等行业。
  • 3、特气业务
  • 特气产品主要有超纯氨气、六氟化硫等,主要应用于医疗、电子、生物技术等行业。
  • 4、合成气业务
  • 主要产品
  1. 氧气
  2. 氮气
  3. 氢气
  4. 氩气
  5. 压缩空气
  6. 合成气
  7. 高纯氨
  8. 六氟化硫
  9. 脱盐水
  • 空分项目:甘肃、内蒙古、辽宁、河北、河南、天津、山西、山东、陕西、江苏、浙江、安徽、福建、江西、广东、湖南、湖北、贵州、重庆、四川
  • 合成气项目:河北、河南、山东、江苏
  • 特气项目:江苏、重庆、四川
  • 设备工程公司:浙江智海
  • 物流公司:江苏万腾物流、内蒙古海鼎物流

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