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空分知识.docx
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空分知识
主塔系统
在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来冷凝气氮?
答:
在冷凝蒸发器中,上塔的液氧吸收热量而变成气氧,下塔的气氮放出热量而冷凝成液氮。
上塔的液氧在0.15MPa(绝压)下的沸腾温度为-180℃,而下塔气氮在0.6MPa(绝压)下的液化温度为-177℃,所以上塔氧的沸腾温度低于下塔氮的液化温度,因此可以用液氧来冷却气氮。
冷凝蒸发器在空分中起什么作用?
答:
精馏过程必须有上升蒸气和下流液体。
冷凝蒸发器是联系上下塔的纽带,它用于液氧和气氮之间的热交换。
液氧来自上塔底部,在冷凝蒸发器内吸收热量蒸发为气氧,其中一部分作为产品气氧送出,而大部分(70%~80%)供给上塔作为精馏用的上升蒸气。
气氮来自下塔上部,在冷凝蒸发器内放出热量而冷凝成液氮,供给上塔和下塔作为回流液,参与精馏过程。
因此冷凝蒸发器是精馏系统中必不可少的重要换热设备,它工作的好坏关系到整个空分装置的动力消耗和正常生产,所以要正确操作和维护好冷凝蒸发器。
为什么冷凝蒸发器要装氖氦吹除管?
答:
氖在空气中的体积约占百万分之十六;氦在空气中的体积约占百万分之五,但是它们的液化温度比氮低,所以在下塔氖氦气上升至主冷上部时冷凝不下来,这样它就占据了主冷的部分位置,使换热面积得不到充分的利用。
氮冷凝不下来,就得提高下塔压力,造成电耗增大。
仅以6000m3/h制氧机为例,8h就聚集6m3氖氦气,所以冷凝蒸发器要装氖氦吹除管,定期吹除。
为什么液氮过冷器中气氮可以冷却液氮?
答:
在液氮过冷器中,是利用从上塔引出来的气氮来冷却下塔供至上塔的液氮的。
氮气出上塔的压力为0.15MPa(绝压),它在-193℃还是气体;而下塔液氮的压力为0.6MPa(绝压),液化温度为-177℃。
所以上塔的气氮是可以冷却下塔的液氮的。
液空液氮过冷器的作用是什么?
答:
液空和液氮在下塔都是饱和液体,降压节流后失去了原来的平衡,汽化率很高,可达17%-18%,会影响上塔的稳定,特别是液空。
汽化率高会影响上塔塔板的回流比。
如果在液空和液氮在入上塔之前用液氮冷却,使其有了过冷度,节流后汽化率就可下降到11%~12%,从而稳定了上塔的工作。
为什么下塔液氮取出量越大,液氮纯度越低,而液空含氧量高?
答:
在其他条件不变时,如加大下塔的液氮取出量时,则下塔的回流液体量就减少,塔板上的气液混合温度就会升高,上升蒸气部分冷凝就不充分,蒸气中氧组分就冷凝下来的数量就相应的减少,于是顶部氮的纯度就会下降。
另一方面,由于塔板上的气液混合温度升高,下流液体中氮蒸发数量就会增大,造成液体的氧纯度得到提高。
空分设备中的液空的液面应怎样控制和操作?
答:
液空的液面高低对液空及液氮纯度没有什么影响,但是如果液空液面太低,会导致进入上塔的液空夹带蒸气,使下塔上升的蒸气减少,同时使液空中氧的纯度降低,严重时会造成漏液;如果液空液位过高,液面淹没下塔塔板,则失去了精馏作用。
因此液空的液面应保持在一定的范围之内。
关小液氮阀,会使回流液增多,液空液面上升,液空中氧含量下降;反之则液面下降,下塔上部氮的纯度下降。
空分设备中上塔液氧的液面应怎样控制和操作?
答:
空分设备中液氧液面稳定与否是判断冷量是否充足平衡的主要标志。
冷量过多与不足都难以同时提取纯氧和纯氮。
液氧的高低影响冷凝蒸发器的有效面积,液面高一些,调整时可以减小产品纯度的波动;液面控制得过低,使冷凝蒸发器有效面积减小,氮气不易冷凝造成下塔压力升高。
液氧液面应控制在同时有利于氮蒸气充分冷凝和液氧充分蒸发的有利高度,一般情况下液氧液面控制在不超过冷凝器管长的80%~90%。
上塔压力低有什么好处?
答:
如果上塔压力降低0.01PMa,则下塔可降低0.03MPa,还可以保持主冷的温差。
这样,空压机可以增加空气量,可以增加氧气产量和降低能耗。
另外,压力降低时精馏效果好。
例如压力为0.05MPa(表压)时,液体中氮的浓度为50%,气相中为83%;压力升高到0.1MPa(表压)时,液体中氮的浓度为50%,气相中减小到81%。
由此可说明压力越低,气液相浓度差越大,压力低时精馏效果好。
为什么下塔的压力比上塔高?
答:
为了实现上下塔的精馏过程,必须使下塔顶部的气氮冷凝为液氮,使上塔底部的液氧蒸发为气氧。
为此,要求冷凝蒸发器的冷凝氮侧的温度高于蒸发氧侧,并保持一定的温差。
但是,在同样的压力下,氧的沸点比氮高,无法达到此目的。
由于气体的液化温度与液体的汽化温度与压力有关,随着压力的升高而升高。
为了使冷凝氮侧的温度高于蒸发侧氧侧,气氮升到0.58MPa(绝压)时,气氮的冷凝温度为95.6K;在0.14MPa(绝压)下,液氧的蒸发温度为93.2K。
此时,下塔的气氮可冷凝为液氮,上塔底部的液氧可蒸发为气氧。
所以,下塔的压力要比上塔的压力高。
为什么说主冷液氧液面上升或下降是冷量充足与否的标志?
答:
当冷量过多时,空气进入下塔的含湿量过多,在下塔顶部冷凝器中需冷凝的氮气量减少,相应的液氧蒸发量也减少,液氧液面就会上升;相反,当冷量过少时,空气进入下塔的含湿量过少,在下塔顶部冷凝器中需冷凝的氮气量增多,相应的液氧蒸发量也增多,液氧液面就会下降。
所以说主冷的液氧液面上升或下降是冷量充足与否的标志。
临时停车时,液空、液氧液面为什么上升?
再开车时要注意什么?
答:
在正常运转时,分馏塔板上的液体由于上升蒸气穿过小孔时具有一定的流速,能将液体托住,阻止液体从小孔漏下,液体只能沿塔板流动再到溢流斗流下。
临时停车时,蒸气不再上升,则塔板上的液体全部留下,造成液空、液氮液面升高,甚至会超过膨胀空气、氧气出口的位置,所以,再开车时要注意液面,如果液面过高时,先排放一部分液体后再开车,以免发生事故。
开车积累液氧面时,是否一定要保持液空液面?
为什么?
答:
在启动积液阶段,下塔首先出现液空,而上塔本身并不能产生液体,靠下塔液体打入上塔。
为了尽快把冷量送到上塔,积累液氧为,可暂时不顾及液空液位,让尽可能多的液空进入上塔。
为什么要控制液氧中的乙炔含量?
答:
乙炔与大气中存在的其他碳氢化合物相比较,它可能是形成爆炸的最危险的根源。
因为它是一种不饱和的碳氢化合物,具有高强度的化学活性,性质极不稳定。
固态乙炔在无氧的情况下也可能发生爆炸分解反应,分解成碳和氢,并放出热量。
在有氧的情况下,爆炸的威力将是巨大的。
另外,乙炔与其他的碳氢化合物相比在液氧中的溶解度也是极低的,所以在液氧中以固态析出的可能性最大。
为了保证安全,空分设备宜连续抽放取部分液氧,其量不低于氧产量的1%,空分设备要进行乙炔分析,乙炔含量不得超过百万分之一,超过应立即排放。
下塔压力变化与哪些因素有关?
答:
1、液空、液氮节流阀开得太大,下塔压力下降;关小,下塔压力上升(但是正常范围不明显);2、入塔空气的焓值降低,下塔压力下降(因为含湿增多,蒸气减少;若是过冷,高压、中压明显下降);如果空气焓值升高,则下塔压力升高;3、冷凝蒸发器内液氧面太低时,传热面显得不足,为保证下塔氮蒸气冷凝,传热温差将扩大,这将导致下塔压力升高;4、氖氦气在冷凝器内积聚,影响传热效果,会使下塔压力上升;5、如果空气量增多时,冷凝蒸发器的热负荷增大,下塔压力上升;6、塔板脏污或周期末塔板小孔被固体二氧化碳和冰花堵塞时,蒸气上升阻力增大,将导致下塔压力上升,而且这种情况极易造成液悬;当阻力增加到一定时,下塔压力呈周期性波动,而且波动越来越频繁,随之阻力、纯度、液面等参数跟着波动,这说明空分已产生液悬,需停车加温;7、液空节流阀阻塞时,主冷液氧面下降,液空液面上升,如不及时处理,使液空过满,下塔压力表针抖动,导致下塔压力上升;8、高压节流阀或膨胀机的凸轮调节时,会使下塔压力暂时波动;9、膨胀机进、排气阀开启高度不够时,下塔压力要下降;关闭迟滞或不严时,下塔压力上升;10、高压节流阀开度过小或被阻塞时,下塔压力下降;11、下塔压力随上塔压力升降而升降。
什么叫液悬(液泛)?
答:
在精馏塔内,液体沿着塔板通过溢流斗逐块下流,如果塔板上液体难于沿着溢流斗流下,造成溢流斗内液体涨高,直至与塔板液面相平,液体无法下流,就叫液悬或液泛。
下塔液悬有哪些特征?
什么原因造成的?
如何处理?
答:
下塔液悬的特征是:
液氮无法调纯,关小液氮节流阀,只能引起中压压力升高和液面大幅波动。
打开氖氦阀可放出液体。
氧气此时可能达到标准,但是产量不大,氮无法维持纯度,液氧液面及上塔压力显得不稳。
造成的原因和处理的方法是:
1、小型空分在液氮节流阀关得过快时产生液悬,要重新开大液空液氮节流阀,待中压稳定、液氧液面上升时再缓慢把两罚关小,如果无效,停车排放液体重新液化;2、空分设备已到加热周期,停车加热;3、碱塔或纯化器已到使用周期;4、设计或加工上的缺欠,如塔径过小、溢流斗没有对正等,这类毛病是在首次试车时就可发现的,只能停车更换;5、硅胶、分子筛粉末及空气中的灰尘或油进入塔板,只能彻底加热吹除,必要时要洗塔。
怎样判断主冷泄漏?
泄漏的原因是什么?
如何处理?
答:
主冷的液氧和气氧浓度相差很大,气相浓度低于液相相平衡的浓度时可以判断为主冷泄漏。
其泄漏的原因为:
1、主冷管子振动相互摩擦,特别是长管冷凝蒸发器,管径10mm,管长3m,上万根管数,观距很小,在工作过程中,由于气流的冲击振动,很容易造成管子的挠曲变形而相互摩擦,造成磨漏;2、管内积水冻裂管壁;3、局部轻微爆炸。
由于乙炔或碳氢化合物的积聚,在一定的条件下可能发生爆炸。
此时,只能停车检修,管式的拆下堵管,板式的更换单元。
全低压空分的主冷是怎样操作的?
答:
在正常运行中,主冷的操作主要是保持氧液面在规定的高度上。
产冷量的多少是整个空分装置冷量平衡所要求的。
产冷量大于需要量,主冷液面升高,就减少制冷量。
产冷量小于需要量,主冷液面会下降,就应增加制冷量。
要保持液面稳定,增加或减少制冷量。
主要是增加或减少膨胀机的膨胀量(或改变机前压力)。
主冷液面过高过低时还要看其他液面是否合适。
如主冷液面过高而下塔液面过低,可能是由于打入上塔的液空量过大,因此要关小液空阀,以保证液面的稳定。
主冷液面过高时,可排放一部分液氧,可下降液面,也可清除一部分杂质,有利于安全。
哪些原因可能引起制氧机主冷凝器的爆炸?
答:
1、爆炸性杂质如乙炔、碳氢化合物固体微粒相互摩擦或与设备壁摩擦;2、由于静电放电,液氧中含有少量冰粒、固体二氧化碳时会产生静电荷,当二氧化碳的含量提高到万分之二至万分之三时所产生的静电可达3000v;3、气波冲击,流体冲击或气蚀现象引起压力脉冲,造成局部压力升高而温度升高;4、化学性质特别强的物质(臭氧、氮的化合物)的存在,使液氧的可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。
为什么说调整下塔纯度是调整上塔产品纯度的基础?
答:
双级精馏塔分离空气是先将空气在下塔分离成富氧液空和液氮,然后再送到上塔进一步分离成纯氧和纯氮产品。
由此可见,如果下塔提供的中间产品不合格,上塔是很难生产出合乎要求的氧、氮产品的。
这是由于设备设计时,上塔的回流比是根据下塔的液空和液氮计算出来的,再根据液空、液氮的纯度及回流比计算出上塔的塔板数。
因此说,调整下塔纯度是调整上塔纯度的基础。
为什么主塔保压比不保压的方法能使再启动时间缩短?
如何操作?
答:
不保压的操作方法为:
1、热交换器的空气中的冷量放掉2、液空液氮节流阀全开着,液体蒸发后全放空3、上塔的液体蒸发后全放空。
另外,上下的压力都是一大气压,所以液体蒸发的很快。
为了避免上述冷损,下塔保持着一定的压力,促使冷凝蒸发器中的液氧沸腾,上升的蒸气阻止了板上液体流下,这样一来,可以维持一段时间。
等到再开车的时候,设备一启动就能给上塔回流液,精馏工况很快建立,所以再次启动时间可缩短。
哪些因素影响筛板孔塔板阻力?
阻力大小对操作有何意义?
答:
影响塔板阻力的因素很多,包括筛孔孔径大小、塔板开孔率、液体的密度、液体的表面张力、液层的厚度、蒸气的密度及蒸气穿孔速度等。
其中液体的密度、液体的表面张力、蒸气的密度在生产过程中变化很小。
筛板孔径大小、塔板开孔率固然不变,但筛板孔被二氧化碳、硅胶粉末、分子筛粉末堵塞时也会发生变化,造成阻力增大。
此外,液层厚度和蒸气的筛孔速度取决于下流液体量和上升蒸气量的多少,在操作过程中将有可能发生变化,从而影响塔板阻力的变化。
特别是筛孔速度对阻力的影响较大,所以在实际操作中可以通过塔内各部阻力的变化来判断塔内工况是否正常。
如果阻力增大,液层增厚,有可能塔内产生了液悬;如果阻力过小,蒸气托不住塔板上的液体,有可能塔内产生了漏液。
如何判断空分装置的泄漏?
答:
空分装置发生泄漏的主要标志是主冷液面持续下降。
如果是大量气体泄漏,会有冷箱压力升高现象,或从冷箱缝隙冒出冷气。
如液体泄漏,可测出基础温度大幅下降。
进一步可测泄漏冷气的含量,如是80%以上的氮可判定为氮漏;如是80%以上的氧可判定为氧漏。
泄漏的地点应离冷箱上“出汗”、“结霜”较近。
也可以通过倒换阀门、设备来判定漏点。
氧产量达不到指标可能有哪些原因?
答:
1、加工空气量不足。
其原因:
大气压力过低、吸入温度过高、过滤器堵塞、电压过低、电机转速低、中间冷却器效果差、阀门及管道漏气。
2、氮平均纯度低。
原因有:
板效率低、全低压流程中膨胀空气量太大、液氮量太小、污氮取出量太大。
3、主冷换热不良。
液氧蒸发量减少。
4、设备阻力大。
塔板、吸附器、过冷器、阀门、管道的阻塞都会造成下塔压了升高,进塔空气减少。
哪些因素可能会影响到产品氧的纯度?
如何调整和解决?
答:
(1)氧气取出量过大。
加工空气量一定,氮气纯度一定时,如果要求一定的氧气纯度,只能取出一定数量的氧。
如果取出过多,纯度必然达不到。
另外,取出氧气过多,上塔提馏段的上升蒸气减少,回流比加大,对氧气纯度不利。
(2)液空中氧纯度过低。
液空量大,造成氧气纯度低,使上塔提馏段的分离负担大。
(3)进上塔膨胀空气量过大。
进上塔膨胀空气量过大时,将破坏上塔的正常精馏工况,使氧、氮纯度都下降。
如果塔内冷量有余,液氧面正常,应减少膨胀机的进塔量。
(4)冷凝蒸发器液面过高。
主冷液氧液面上升说明流下的液体大于上升的蒸气,提馏段的回流比增大,造成氧纯度降低,这时可减膨胀量。
如果液面高、氧纯度差且不好调整,可排放部分液氧,使冷凝蒸发器换热面积充分利用。
另外,冷凝蒸发器液面上涨也可能是液氧中夹带大量固体二氧化碳,造成传热恶化,液氧蒸发不出来。
这时,只得停车加温。
(5)塔板效率下降。
塔板的变形、倾斜、筛孔堵塞都会造成塔板效率下降。
(6)精馏工况异常。
发生液泛、漏液等情况造成纯度下降。
(7)主冷漏。
蒸气管磨漏或局部爆炸造成泄漏,下塔氮漏入氧中。
此时,只能停车检修,管式的拆下堵管,板式的更换单元。
在简单的双级精馏塔中,为什么不抽取氩馏分就不能同时制取高纯度的氧和氮产品?
答:
空气中有20.95%的氧、78.09%的氮、还有0.932%的氩,从物料平衡啦看,如果要得到100%的纯氧,则空气中的氩全部到氮中了,也就是氮由0.932%的氩和78.09%的氮组成。
它的总量是0.932%+78.09%=79.022%,故氮的纯度为78.09%÷79.022%=98.8%,如空气中的氩全到氧中,按此法计算,氧的纯度仅为95.17%。
由此可见在简单的双级精馏塔中,不抽氩馏分就不能同时制取高纯度的氧和氮产品。
为什么空分装置在运行时要向保冷箱内充干燥氮气?
充气压力为多少?
答:
保冷箱充填保冷材料,在保冷材料的空隙中充满空气。
在低温时提及缩小,保冷箱内形成负压。
如果保冷箱密封很严,在外压下保冷箱很容易被压瘪。
如果密封不严,则湿空气被抽入使保冷材料变潮,保冷效果变差,空分装置冷损变大。
因为冰的热导率是保冷材料的50倍。
所以,空分装置在运行时向保冷箱内充干燥氮气,保持保冷箱内为正压,大约为20~30mmH2O(196~294Pa)
为什么用单纯的降温方法不能将空气分为氧、氮?
答:
空气中的氧、氮等气体分子是处在混乱的运动状态中,并且相互吸引。
虽然氧的液化温度比氮高,但是,当温度降到使一部分空气液化时,开始液化的不仅仅是氧分子,也有一部分氮分子在氧分子的吸引下同时被液化,液体不能成为纯氧。
同时,液层上方的蒸气中氮分子对氧分子也有吸引力,部分氧分子也不能液化,蒸气也不能成为纯氧。
所以,用单纯的降温方法不能将空气分为氧、氮。
只有多次地进行液体空气混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发,使两种沸点不同的物质达到分离的目的,这一过程叫精馏。
液化温度与沸腾温度是一回事吗?
答:
气体转变成液体时的温度叫液化温度;液体转变成气体时的温度叫沸腾温度。
二者是表示不同的意义,液化和汽化过程是逐渐进行的。
对单物质而言,在同一压力下,气体的液化温度和沸腾温度是相同的,所以通称为饱和温度。
温度为饱和温度时的蒸气叫饱和蒸气,液体叫饱和液体。
对空气来说,主要是氧、氮混合物,由于氧的液化温度比氮高,开始时液化氧液化多一些,随着液化量增大,气体中氮的浓度增大,液化温度有所降低。
反之,气体时空气的沸腾温度有所提高,所以对空气而言,在一定的压力下,液化温度和沸腾温度并不是常数,开始液化的温度和开始沸腾温度并不相等。
什么叫回流比?
它对精馏有什么影响?
答:
空分中回流比是指塔内下流液体量与上升蒸气量之比。
在塔板数一定的情况下,产品的纯度取决于回流比的大小。
回流比大时所得到的气相氮的纯度高,液相氧的纯度低。
因为回流比大时,下降冷液体多,上升蒸气少,温度相对低,氧组分冷凝的多,这样上升氮的纯度就高,氧的纯度就低。
回流比小时,与上面的情况相反。
什么叫精馏?
答:
利用物质沸点不同,多次地进行蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发过程来实现分离的目的。
什么叫节流?
答:
气体或液体流动要经过阀门、设备或管路直径变化等会产生漩涡、碰撞、摩擦而产生阻力,有了压力降,这一过程叫节流过程。
上述过程中压力降仅在0.01MPa压力以下,空分设备中的节流过程,它的特点是压力降大并且突然,如空分塔下塔的液空,通过节流阀节流到上塔,压力从0.5MPa(表压)降到0.05MPa(表压),降低了0.45MPa。
为什么节流后气体温度降低?
答:
气体经节流阀时,由于时间短,又有保温,可以认为是既无吸热也无放热的绝热过程,节流前后气体内部的总能量保持不变,也就是气体能量内能也流动能之和焓值不变。
当节流后由于压力降低,气体膨胀分子间的距离增大,位能增大,一般流动能变化不大,所以只能靠动能的减小,从而造成温度的下降。
节流降温的大小与哪些因素有关?
答:
节流的目的一般是为了获得低温,因此希望温降的效果越大越好,影响节流降温效果的因素有:
1、节流前温度越低,降温程度越大。
2、节流前后的压差越大,温降越大。
在什么情况下要检修安全阀、压力表、液面计?
答:
超过检修周期要检修安全阀、压力表、液面计。
另外,有下面的情况要更换安全阀;1、安全阀的阀芯和阀座密封不严且无法修复;2、安全阀的阀芯和阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈;3、安全阀选型错误。
有下面的情况要更换压力表:
1、有限止钉的压力表,在无压力时,指针不能回到限止钉处;2、表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清;3、封印损坏或超过校验有效期限;4、表内弹簧管泄漏或压力表指针松动;5、指针断裂或外壳腐蚀严重;6、其他影响压力表准确指示的缺陷。
有下面的情况要检修液面计:
1、超过检修周期;2、表盘封面玻璃破裂或表盘刻度指示模糊不清;3、阀件固死;4、出现假液位。
氩系统
如何制取精氩?
答:
粗氩经过除氧后的工艺氩,还需进一步清除低沸点的杂质,才可获得精氩,一般采用精馏法除氮,工艺氩进入精馏塔中部。
氩对于氮等是难挥发组分,因此在下流液中氩的含量不断提高,在塔的底部得到高纯液氩;上升蒸气经多次部分冷凝后,氮和少量的氢在塔顶部排成,精馏塔上升的蒸气是来自底部液氩的蒸发,液氩的热源是来自下塔的气氮。
顶部的冷源来自主塔节流后的液氮。
空分塔在制氩时,能抽取多少馏分?
氩气提取率为多少?
答:
氩馏分在粗氩塔中进行氧、氩分离,氩馏分从下部进入,顶部得到含氩为95%左右的粗氩。
由于氧、氩沸点接近,分离困难,约三分之二的氩被洗涤下来。
同时底部液体含氩很高,又回到主塔参加精馏。
因此只一小部分粗氩得到提取,氩馏分量为粗氩的50多倍。
全低压空分提取氩时,由于冷量紧张,氩馏分的抽取率只能为8%~12%;氩提取率为30%~35%;高中压流程冷量较富裕,氩馏分的抽取率可达25%~28%;氩提取率为60%;带中压氮循环的无氢提氩流程,氩提取率可达80%以上。
为什么提取氩时,要求精馏塔工况特别稳定?
答:
当氧、氮浓度发生变化时,即工况稍有变动,氩在塔内的分布也相应发生变化,但氩馏分凑口位置是固定的,因此氩馏分抽口的组分将发生变化,氩馏分中氩浓度随氧纯度提高而降低,氩馏分组分的改变就直接影响进入粗氩塔的馏分量。
在粗氩塔冷凝器液空量一定的情况下,氩馏分中含氧高,进入粗氩塔的氩馏分就多,反之就少,同时上塔气液化比随之变化,这样粗氩塔工况就不稳定,甚至不能工作。
上塔氩馏分含氮超标时,粗氩塔阻力下降、粗氩量下降,这种现象如何调整?
(氮塞)
答:
粗氩塔在正常工作中,有时会突然阻力下降、粗氩量下降、含氧量高,粗氩正常工况破坏,称这种现象为“氮塞”。
粗氩塔“氮塞”的直接原因是上塔氩馏分含氮超标。
正常时含氮量不超过0.1%,在粗氩塔中主要是氧氩分离,氮是不被冷凝的。
所以粗氩塔中氮的含量是馏分中的十几倍。
粗氩塔冷凝器是按粗氩中含氮1.5%设计的,粗氩中含氮量过高,会使粗氩塔冷凝器温差减小,甚至不冷凝,将使氩馏分减少,上升气流速度降低,造成塔板漏液,导致粗氩塔无法正常工作。
粗氩塔一旦发生“氮塞”,要迅速打开粗氩塔吹除阀,将不冷凝气放空,随后调整上塔工况,使馏分恢复正常,粗氩塔重建正常工况。
主换热系统
低温换热器的特点是什么?
答:
1、小温差传热2、高效率换热3、阻力小4、物性变化激烈5、不稳定传热。
提高流速可以提高换热器切换能力,但是提高流速的原则是什么?
答:
1、保持流体呈稳定的湍流状态2、流速不应造成冲击3、传热管不应太长,一般小于6~7m;4、阻力不得太大,一般应小于0.1MPa。
为什么换热器冷、热流体多数采用逆流的形式?
答:
在换热器中两流体平行同向流动称为“顺流”,平行逆向流动称为“逆流”,垂直交叉流动称为“叉流”。
在冷、热流体的性质、流量、进出口温度及换热面积都相同的情况下,逆流布置时,冷热流体间具有最大的平均温差,叉流次之,顺流最小。
其他条件相同,平均温差大则传热量就大,换热效果最好。
所以换热器冷、热流体多数采用逆流的形式。
膨胀机系统
什么叫增压透平膨胀机?
答:
透平膨胀机膨胀制冷时对外输出功,利用这部分膨胀功带动一台压缩机,使空气压力进一步提高,这种带压缩机的透平膨胀机称为增压透平膨胀机。
什么叫膨胀机的制冷量?
答:
膨胀机是气体推动工作轮对外做功的机器,从而使气体本身的能量减少,反映出焓值、温度降低,压力减小,相当于外部从气体中取走一部分能量。
因此,膨胀机制冷量是膨胀机通过对外做功,从气体中取走能量的多少,反映进口与出口气体实际焓值之差。
透平膨胀机是怎样工作的?
为什么会产冷?
答:
透平膨胀机是一种旋转式制冷机械,它由蜗壳、导流器、工作轮等部件组成。
当压力气体进入蜗壳后,被分配到导流器中,气体在导流器喷嘴中将内部的能量转换成流动的动能,压力、焓降低,流速增高200m/s左右。
当高速气流冲到叶轮片上时,推动叶轮旋转,将动能转换为机械能,通过转子轴带动风机或发发电机对外做功,同时消耗了气体内部的能量,达到制冷。
透平膨胀机为什么要使用带压力的密封气?
应如何操作?
答:
低温气体会从转动部件叶轮轴与静止的机壳间隙外漏,增大冷损,冻结润滑油。
将迷宫式密封或石墨密封分成两段,在中间加入压力密封气,这样,一方面减少了冷气的泄漏,也可防止润滑油渗入膨胀机,或润滑油被冻结。
当膨胀机启动油泵前,先通密封气,停车时后撤密封气。
什么叫冷量?
答:
冷量是在制冷中习惯的称呼,低温物体对周围空气所具有吸收热量能力的大小叫冷量。
物体的温度越低,数量越多,则吸取热量的能力越大,冷量越大。
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