2.5 空分塔
空分塔内主要包括有主换热器、液化器、精馏塔、冷凝蒸发器等。主换热器、冷凝蒸发器和液化器为板翘式换热器是一种全铝金属结构新
型组合式间壁式换热器,平均温差很小,换热效率高达
98-99%。精馏塔为空气分离的设备,塔设备的类型按内件划分,设置筛孔板的称
筛板塔,设置泡罩板的称泡罩塔,堆放填料的称填料塔。筛孔板结构简单、便于制造、塔板效率高,因此在空分精馏塔中被广泛使用。填料
塔主要用于直径小于
0.8m,高度不大于 7m
的精馏塔。泡罩塔由于结构复杂、制造困难现已很少使用。
2.6 透平膨胀机
是制氮装置用来产生冷量的旋转式叶片机械,是一种用于低温条件下的气体透平。透平膨胀机按气体在叶轮中的流向分为轴流式、向
心径流式和向心径轴流式;按气体在叶轮中是否继续膨胀又分为反击式和冲击式,继续膨胀为反击式,不继续膨胀为冲击式。空分设备中
广泛采用单级向心径轴流反击式透平膨胀机。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用高,设备一次性投资多,运行成本高,产气慢,安装要求高周期长。深冷空分制氮装
置宜于大规模工业制氮,在中、小规模制氮就显得不经济。在
3500Nm3/h 以下的设备,相同规格的 PSA 装置的投资规模要比深冷空分装
置低
20%~50%。
空气分离制氧的主要工艺及其比较
氧气在工业生产和日常生活中有广泛的用途,空气中含有 21%(体积浓度)的氧气,是最廉价的制氧原料,因此氧气一般都通
过空气分离制取。
空气分离制氧主要工艺
1.深冷分离工艺: 传统制氧技术,氧气纯度高、产品种类多,适用于大规模制氧。
2.变压吸附工艺(PSA): 新兴技术,投资小、能耗低,适用于氧气纯度不太高、中小规模应用场合。
3.膜分离工艺: 尚不成熟,基本未得到工业应用。
深冷空分制氧工艺
‖膜分离工艺‖变压吸附制氧工艺的比较
项目
深冷空分法
膜分离空分法
变压吸附空分法
分离原
理
将空气液化,根据氧和氮沸点不同
达到分离。
根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能
的差异来完成分离。
加压吸附,降压解吸,利用氧氮吸附
能力不同达到分离。
装置特
点
工艺流程复杂,设备较多,投资大。
工艺流程简单,设备少,自控阀门少,投
资较大。
工艺流程简单,设备少,自控门较多,
投资省。
工艺特
点
-160~-190℃低温下操作
常温操作
常温操作
操作特
点
启动时间长,一般在
15~40 小时,
必须连续运转,不能间断运行,短
暂停机,恢复工况时间长。
≤
启动时间短,一般在一般
20min,可连
续运行,也可间断运行。
≤
启动时间短,一般
30min,可连续
运行,也可间断运行。
维护特
点
设备结构复杂,加工精度高,维修
保养技术难度大,维护保养费用高。
设备结构简单,维护保养技术难度低,维
护保养费用较高。
设备结构简单,维护保养技术难度低,
维护保养费用低。
土建及
安装特
点
占地面积大,厂房和基础要求高,
工程造价高。
安装周期长,技术难度大,安装费
用高。
占地面积小,厂房无特殊要求,造价低。
安装周期短,安装费用低。
占地面积小,厂房无特殊要求,造价
低。 安装周期短,安装费用低。
产气成
本
0.5~1.0KW.H/Nm
3
以
RICH 膜分离制氮设备单位产气量能耗
为例:单位产
98%纯度氮气的电耗为
0.29KW.H/Nm
3
。
以
RICH 常温变压吸附制氮设备单位产
气量能耗为例:单位产
98%纯度氮气
的电耗为
0.25KW.H/Nm
3
。
安全性 在超低温、高压环境运行可造成碳
氢化合物局部聚集,存在爆炸的可
能性。
常温较高压力下操作,不会造成碳氢化合
物的局部聚集。
常温常压下操作,不会造成碳氢化合
物的局部聚集。
可调性 气体产品产量、纯度不可调,灵活
性差
气体产品产量、纯度可调,灵活性较好。 气体产品产量、纯度可调,灵活性好。