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大中型空分设备流程的发展(一)

日期:2018-12-15 16:23

   典型产品:6000 m3/h空分设备,标志着我国气体分离和液化设备工业正式进入了全低压空分流程的时代。
   【流程特点】
   (1)采用反动式固定喷嘴透平膨胀机。空气在固定喷嘴和叶轮中进行了两次膨胀,使膨胀机效率有了很大的提高(可达80%),空分设备的制冷手段得到了改善,因此使加工空气由第一代空分流程的两个压力等级转变到只要0.5MPa(G)的一个压力等级成为可能,实现了高低压空分流程向全低压空分流程的变革。
   (2)将铝带蓄冷器改为石头蓄冷器,让产品氧气、氮气始终走蛇管内部换热,保证了氧、氮纯度不受污染,使氧的纯度达到99.6%O2,氮的纯度达到100×10-6O2。
   (3)为了清除冻结在石头上的CO2和水分,除了采用正流空气和返流污氮气交替切换的方法外,还采用了中间抽气法,即在蓄冷器中部抽出了相当于加工空气量10%的空气,这就保证了抽口以下正流气量小于返流气量的自清除要求,进一步缩小了蓄冷器冷端温差,使自清除更为彻底。
   (4)膨胀后空气送入上塔中部参与精馏,充分利用了上塔精馏潜力,提高了氧提取率(可达84%)。
   (5)用循环液氧泵和液氧吸附器组成的强制循环来清除液氧中的乙炔等碳氢化合物,确
   保了空分设备的安全运行,取消了前一流程的辅助冷凝蒸发器。
   (6)能耗比第一代空分有了明显的下降,可达到0.55~0.6kWh/m3O2。
  
   【流程缺点】
    (1)管式石头蓄冷器中的石头填料单位体积所具有的比表面积只有铝带的1/5,而密度却远比铝带大,因而处理同样的空气量,石头蓄冷器比铝带蓄冷器体积要大5倍以上,这就使得石头蓄冷器体积庞大、笨重,所需的安装基础必须深沉坚实,占地面积大,工程费用多。
   (2)由于采用中间抽气法来保证蓄冷器的不冻结性,因而设置了相应的抽气阀箱和CO2吸附器,使冷箱内设备及配管复杂化。
   (3)膨胀机采用固定喷嘴,只能依靠调节压力来调节气量,因而膨胀量调节范围较小,对空分变工况生产需要大量冷量时的适应性较差,只能用增设备用膨胀机来解决冷量的调节问题,这显得很不经济。
   (4)主冷凝蒸发器仍为长列管式,管子数目仍然较多,体积大、制造难。
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