深冷制氮的流程說(shuō)明

1、我這有深冷制氮的流程說(shuō)明，看看吧深冷空氣分離技術(shù)深度冷凍法分離空氣是將空氣液化后，再利用氧、氮的沸點(diǎn)不同將它們分離。即，造成氣、液濃度的差異這一性質(zhì)，來(lái)分離空氣的一種方法。因此必須了解氣、混合物的一些基本特征：氣液相平衡時(shí)濃度間的關(guān)系：液態(tài)空氣蒸發(fā)和冷凝的過程及精餾塔的精餾過程。1.空氣的汽液相的平衡，物質(zhì)的聚集狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。每種聚集態(tài)內(nèi)部，具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)并完全均勻的部分，稱為相?？諝庠谒?nèi)的分離，一般情況下，物

2、料精餾是在汽、液兩相進(jìn)行的?？諝庵醒鹾偷嫉?9.04%，因此，可近似地把空氣當(dāng)作氧和氮的二元混合物。當(dāng)二元混合物為液態(tài)時(shí)，叫二元溶液。氧、氮可以任意比例混合，構(gòu)成不同濃度的氣體混合物及溶液。把氧、氮溶液置于一封閉容器中，在溶液上方也和純物質(zhì)一樣會(huì)產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽是由氧、氮蒸汽組成的氣態(tài)的相混合物。對(duì)于氧氮二元溶液，當(dāng)達(dá)到汽液平衡時(shí)，它的飽和溫度不但和壓力有關(guān)，而且和氧、氮的濃度有關(guān)。當(dāng)壓力為1at時(shí)，含氮為0%，2%，10%的溶液的沸

3、點(diǎn)列于表15。從表可知，隨著溶液中低沸點(diǎn)組分（氮）的增加，溶液的組和溫度降低，這是氧氮二元溶液的一個(gè)重要特性?？諝庵泻瑲?.93%，其沸點(diǎn)又介于氧、氮之間。表15溶液組成與沸點(diǎn)的關(guān)系在空氣分離的過程中，氬對(duì)精餾的影響較大，特別是在制取高純氧、氮產(chǎn)品時(shí)，必須考慮氬的影響。一般在較精確的計(jì)算中，又將空氣看作氧氬氮三元混合物，其濃度為氧20.95%，氬0.93%，氮78.09%（按容積）。三元系的汽液平衡關(guān)系，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示在相平衡圖上。

4、確定三元系的汽液平衡狀態(tài)時(shí)，必須給定三個(gè)獨(dú)立參數(shù)，除給定溫度、壓力外，需再細(xì)定一個(gè)組分濃度（氣相或液相）平衡狀態(tài)才能確定。2.壓力濃度圖和溫度濃度圖在工業(yè)生產(chǎn)中，氣液平衡一般在某一不變條件下進(jìn)行的。在溫度一定時(shí)可得如圖113所示的壓力濃度的關(guān)系圖（PX圖）。圖113氧、氮PX圖圖114氧、氮TX圖圖113是根據(jù)T=常數(shù)，繪出的氧、氮平衡系的PX圖，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)取氮的液相及氣相濃度（也可取氧的濃度）。每給定一個(gè)壓力就對(duì)應(yīng)有一個(gè)液相

5、及氣相濃度。分別連接不同壓力下的氣相濃度點(diǎn)及液相濃度點(diǎn)，則可得出圖中所示的飽和蒸汽線（虛線）和飽和液體線（實(shí)線）。其余相區(qū)如圖所示。在某一壓力P1下，與液、汽飽和線的交點(diǎn)分別為點(diǎn)1（X1）和點(diǎn)2（y2），又因?yàn)镻N20PO20根據(jù)康諾瓦羅夫定律，氮組分在氣相中的濃度要大于在液相中的濃度y2x1。一般蒸發(fā)（冷凝）過程是在等壓下進(jìn)行的，所以用TX圖來(lái)研究這一過程更為方便。在等壓下，氧、氮的氣液平衡圖見圖114。每經(jīng)定一個(gè)溫度，就對(duì)應(yīng)有一個(gè)液

6、相及氣相濃度。把不同溫度下對(duì)應(yīng)的氣相濃度點(diǎn)和液相濃度點(diǎn)連接起來(lái)，可得飽和蒸汽線（虛線）和飽和液體線（實(shí)線）。這兩條曲線把圖分為三個(gè)區(qū)域：液相區(qū)、氣相區(qū)及兩相區(qū)。由圖114可知，純組分時(shí)的沸點(diǎn)TN20PO20在某一溫度T1下，根據(jù)康諾瓦羅夫定律可知，y2x1。同時(shí)，還可以看出，當(dāng)濃度為x1時(shí)溶液的沸點(diǎn)是T1，即不等于TO20，也不等于TN20而是介于兩者之間。表空氣儲(chǔ)罐，兩臺(tái)干燥器。二、流程簡(jiǎn)述本空分設(shè)備采用分子篩吸附預(yù)凈化、增壓透平膨脹

7、機(jī)、全填料精餾（下塔篩板）及雙泵內(nèi)壓縮工藝。1、空氣過濾和壓縮空氣首先進(jìn)入自潔式空氣吸入過濾器，在其中除去灰塵和其它固體雜質(zhì)后進(jìn)入主空壓機(jī)，經(jīng)多級(jí)壓縮后進(jìn)入空冷塔，壓縮機(jī)級(jí)間的熱量被中間冷卻器中的冷卻水帶走。2、空氣的冷卻空氣在進(jìn)入分子篩吸附器前先在空冷塔中冷卻并洗滌。進(jìn)入空冷塔上部的冷凍水，首先在水冷塔中利用干燥的出分餾塔污氮?dú)夂偷獨(dú)膺M(jìn)行冷卻，然后再進(jìn)入空冷塔上部冷卻空氣?？绽渌虏坎捎萌珡S循環(huán)水供水系統(tǒng)的循環(huán)水對(duì)空氣進(jìn)行初步冷卻。3

8、、空氣的凈化空氣凈化系統(tǒng)由兩臺(tái)分子篩吸附器和兩臺(tái)雙管板蒸汽加熱器組成，分子篩吸附器吸附空氣中的水份、二氧化碳和一些碳?xì)浠衔?。兩臺(tái)分子篩吸附器一臺(tái)工作，另一臺(tái)再生。再生氣的加熱由蒸汽在蒸汽加熱器中完成。4、空氣的精餾出吸附器的空氣分為兩股，一股直接進(jìn)入主換熱器冷卻后進(jìn)入下塔；另一股通過空氣增壓機(jī)進(jìn)一步壓縮，并經(jīng)增壓機(jī)后冷卻器冷卻后送入冷箱經(jīng)高壓主換熱器冷卻變?yōu)橐后w后節(jié)流進(jìn)入下塔。膨脹空氣自空氣增壓機(jī)中部抽出，首先經(jīng)過膨脹機(jī)增壓端的壓縮及

9、后冷卻器的冷卻，再進(jìn)入主換熱器冷卻，經(jīng)膨脹機(jī)膨脹后進(jìn)入下塔。下塔中的上升氣體通過與回流液體接觸含氮量增加，在塔頂?shù)玫郊兊獨(dú)?。塔頂所需的回流液氮?lái)自下塔頂部的冷凝蒸發(fā)器，在這里氧得到蒸發(fā)，而氮得到冷凝。下流的液體與上升的蒸汽接觸含氧量增加，在塔底得到富氧液空。下塔各液體餾分經(jīng)過冷、節(jié)流后分別送入上塔不同部位進(jìn)一步分離，并在上塔頂部得到純氮?dú)?，底部得到液氧?、1下塔從上到下產(chǎn)生以下產(chǎn)品：純液氮純氮?dú)馕垡旱?2%O2的貧液空～38%O2的