空分设备的工艺流程和各部件工作原理.doc

空分设备的工艺流程及各部件工作原理

空分设备部分部机及单元设备
1。空冷塔
作用：把出空压机的高温气体（≤100℃）冷却到~18℃，以改善分子筛的工作情况
结构:立式圆筒型塔，分上下部分，上下段均为填料塔，塔顶设有分配器,不锈钢丝捕雾器
使用:出空压机的空气从下部进入空冷塔,水通过布水器均匀地分布到填料上，顺填料空隙流下，空气则逆水而上与水进行热质交换，经不锈钢丝网捕雾器出塔，进入分子筛吸附系统。

2.水冷却塔
作用：用空分塔来的污氮气和纯氮气冷却外界供水,后由水泵送入空冷塔的上段
结构：填料塔，顶设捕雾器和布水器,填料分两层装入塔内，在两填料中间设再分配器，保证让水始终均匀分布，提高水冷塔的效率
使用:被冷却的水自上而下流经填料，与空分出来的～33。6℃的污氮气和纯氮气进行热质交换,使水冷却下来，在塔底被水泵抽走，污氮气从塔顶排除

3。分子筛吸附器
作用：吸附空气中的水份、CO2、乙炔等碳氢化合物，使进入空气纯净
结构：卧式圆筒体、内设支承栅架、以承托分子筛吸附剂
使用：空气经过分子筛床层时,将水份、CO2、乙炔等碳氢化合物吸附,净化后的空气CO2
含量<1ppm；在再生周期中，先被高温干燥气体反向再生后,再被常温干燥气体冷却到常温，两分子筛成队交替使用。

4。主热交换器
作用：进行多股流之间的热交换
结构:为多层板翅式，相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热
使用:对经分子筛吸附除去水和CO2的压缩空气进行冷却,各返流气（液）在此被加热至常温

5.液空液氮过冷器
作用:对低温液体进行过冷
结构：为多层板翅式，相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热
使用:液空、液氮和污氮气在经过过冷器时被氮气和污氮气进一步冷却，使之低于饱和温度，这样，液体在节流后可以减少气化，改善上塔的精馏工况.

6.冷凝蒸发器
作用:是氮气冷凝和液氧蒸发用，以维持精馏过程的进行
结构：为多层板翅式,相邻通道间物流通过翅片进行良好的换热
使用:其一般置于上下塔之间，下塔上升的氮气在其间被冷凝，而上塔回流的液氧在其间被蒸发.该过程得以进行是因为氮气压力高，液氧压力低,即可以进行氮气的冷凝和液氧的蒸发。

7。下塔和上塔
作用：利用混合气体中各组分的沸点不同，将其分离成所要求纯度的组分
结构:塔体为圆筒型，下塔内装多层筛板筛板上设置溢流斗，有一个溢流挡板，并密布小孔，上塔内装规整填料及液体分布器
使用：下塔精馏过程中，液体自上往下逐一流过每块筛板，由于溢流堰的作用，使踏板上造成一定的液面高度，当气体由下而上穿过筛板小孔时与液体接触，产生了鼓泡，这样就增加了气液接触面积,使热质交换过程高效的进行,低沸点组份逐渐蒸发，高沸点组份逐渐液化,至塔顶就获得低沸点的纯氮，在塔底就获得高沸点的富氧液空组份；上塔精馏过程中，气体穿过分布器沿填料盘上升。液体自上往下通过部水器均匀地分布在填料盘上，在填料表面上气、液充分接触进行高效的热质交换，上升气体中低沸点氧含量不断提高,高沸点组份氧被大量的洗涤下来,形成回流液最终在塔顶得到低沸点的纯氮、塔底得到了高沸点的液氧。

8。粗氩塔
结构：因太高而分为Ⅰ、Ⅱ两段，为圆筒型填料塔，塔内相邻两段填料间有分布器
使用：原理上和上塔同，顶部得到粗气氩，底部得到富氧液体，回流到上塔。

9.精氩塔
结构：圆筒型填料塔、结构与粗氩塔类似
使用：粗液氩从精氩塔中部导入,进行氩-氮分离，在精馏过程中,低沸点组份氮与高沸点组份氩在填料表面进行充分高效的热质交换.由于氮氩沸点相差较大，且粗液氩中含氮量仅0.4％左右。故在塔底可获得高纯度的高沸点组份液氩产品。