制氧車(chē)間空分產(chǎn)品

空氣分離的方法及原理

空分的含義：簡(jiǎn)單說(shuō)就是利用物理方法將空氣混合物各組份進(jìn)行分離，獲得高純氧氣和高純氮?dú)庖约耙恍┫∮袣怏w的過(guò)程。

空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起，通常要將它們分離出來(lái)比較困難，目前工業(yè)上主要有３種實(shí)現(xiàn)空氣分離方法。

深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過(guò)壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點(diǎn)）的不同（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧的沸點(diǎn)為﹣１８３℃；氮的沸點(diǎn)為﹣１９６ ℃，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧要容易汽化這個(gè)特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸汽與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到﹣１７３ ℃以下的溫度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過(guò)程稱之為精餾過(guò)程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；

吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性的進(jìn)行吸附，達(dá)到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡(jiǎn)單，操作方便運(yùn)行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。

膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過(guò)薄膜或中空纖維膜時(shí)，氧氣穿過(guò)膜的速度比氮快的多的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。

目前大型空分設(shè)備基本上采用的是深冷法獲得大氣量的氧氣氮?dú)猱a(chǎn)品，以保證生產(chǎn)的需要。

低溫法空氣分離設(shè)備常見(jiàn)的流程
低溫法分離空氣設(shè)備均由以下四大部分組成：空氣壓縮、空氣中水分雜質(zhì)等凈除；膨脹制冷；空氣通過(guò)換熱冷卻、液化；空氣精餾、分離；低溫產(chǎn)品的冷量回收及壓縮。各部分實(shí)現(xiàn)的方式和采用的設(shè)備不同，組成不同的流程。

根據(jù)制冷方式分類

按工作壓力分為高壓流程、中壓流程和低壓流程。高壓流程的工作壓力高達(dá)10.0～20.0MPa，制冷量全靠節(jié)流效應(yīng)，不需膨脹機(jī)，操作簡(jiǎn)單，只適用于小型制氧機(jī)或液氮機(jī)。中壓流程的工作壓力在1.0～5.0MPa，對(duì)于小型空分裝置由于單位冷損大，需要有較大的單位制冷量來(lái)平衡，所以要求工作壓力較高，此時(shí)，制冷量主要靠膨脹機(jī)，但是節(jié)流效應(yīng)制冷量也占較大的比例。低壓流程的工作壓力接近下塔壓力，它是目前應(yīng)用最廣的流程，該裝置具有較低的單位能耗。

按膨脹機(jī)的型式分為活塞式、透平式和增壓透平式。活塞式膨脹量小，效率低，只用于一部分舊式小型裝置。透平式由于效率高，得到最廣泛的應(yīng)用。對(duì)低壓空分裝置，由于膨脹后的空氣進(jìn)入上塔參與精餾，希望在滿足制冷量要求的情況下膨脹量盡可能地小，以提高精餾分離效果。增壓透平是利用膨脹機(jī)的輸出功，帶動(dòng)增壓機(jī)壓縮來(lái)自空壓機(jī)的膨脹空氣，進(jìn)一步提高壓力后再供膨脹機(jī)膨脹，以增大單位制冷量，減少膨脹量。這在新的低壓空分流程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用；本車(chē)間目前使用的就是增壓透平膨脹機(jī)。

 按膨脹氣體分為空氣膨脹流程和氮膨脹流程。膨脹后空氣進(jìn)上塔會(huì)影響精餾；氮?dú)馀蛎浭怪骼渲械睦淠繙p少，即進(jìn)入上塔的回流液減少，同樣對(duì)上塔精餾有影響，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。

按凈化方式分類

凍結(jié)法凈除水分和CO2?？諝庠诶鋮s過(guò)程中，水分和CO2在換熱器通道內(nèi)析出、凍結(jié)；經(jīng)一定時(shí)間后將通道切換，由返流污氮?dú)怏w將凍結(jié)的雜質(zhì)帶走。根據(jù)換熱器的型式不同，又分為蓄冷器和板翅式切換式換熱器。這種方式切換動(dòng)作頻繁，啟動(dòng)操作較為復(fù)雜，技術(shù)要求高，運(yùn)轉(zhuǎn)周期為1年左右；

 分子篩吸附凈化流程?？諝庠谶M(jìn)入主換熱器前，已由吸附器將雜質(zhì)凈除干凈。吸附器的切換周期長(zhǎng)，使操作大大簡(jiǎn)化，純氮產(chǎn)品量不再受返流氣量要求的限制，運(yùn)轉(zhuǎn)周期可達(dá)兩年或兩年以上，目前受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

隨著空氣質(zhì)量的變化，N2O的脫除也收到越來(lái)越多的重視。

分離方式分類

低溫法分離空氣是靠精餾塔內(nèi)的精餾過(guò)程。

根據(jù)產(chǎn)品的品種分為生產(chǎn)單高產(chǎn)品、雙高產(chǎn)品、同時(shí)提取氬產(chǎn)品（全精餾無(wú)氫制氬）或全提取稀有氣體等流程；    

根據(jù)精餾設(shè)備分為篩板塔和規(guī)整填料塔等。

按產(chǎn)品的壓縮方式分類
可分為分離裝置外壓縮和裝置內(nèi)壓縮兩類。裝置外壓縮是單獨(dú)設(shè)置產(chǎn)品氣體壓縮機(jī)，對(duì)裝置的工作沒(méi)直接影響。裝置內(nèi)壓縮是用泵壓縮液態(tài)產(chǎn)品，再經(jīng)復(fù)熱、氣化后送至裝置外。相對(duì)來(lái)說(shuō)內(nèi)壓縮較為安全，但是，液體泵是否正常將直接影響到裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。

空分-流程方塊圖

深冷法制氧的設(shè)備在安全上有何特點(diǎn)?

=利用深冷法制氧，首先要將空氣液化，再根據(jù)氧、氮沸點(diǎn)不同將它們分離開(kāi)來(lái)?？諝庖夯仨殞囟冉档?140.6℃以下。一般空氣分離是在-172～-194℃的溫度范圍進(jìn)行的。

=低溫?fù)Q熱器、精餾塔等低溫容器及管道置于保冷箱內(nèi)，并充填有熱導(dǎo)率低的絕熱材料珍珠巖保溫砂，防止從周?chē)鷤魅霟崃?，減少冷損，否則設(shè)備無(wú)法運(yùn)行；

=用于制造低溫設(shè)備的材料，要求在低溫下有足夠的強(qiáng)度和韌性，以及有良好的焊接、加工性能。常用鋁合金、銅合金、不銹鋼等材料；

=空氣中高沸點(diǎn)的雜質(zhì)，例如水分、二氧化碳等，應(yīng)在常溫時(shí)預(yù)先清除。否則會(huì)堵塞設(shè)備內(nèi)的通道，使裝置無(wú)法工作；

=空氣中的乙炔和碳?xì)浠衔镞M(jìn)入空分塔內(nèi)，積聚到一定程度，會(huì)影響安全運(yùn)行，甚至發(fā)生爆炸事故。因此，必須設(shè)置凈化設(shè)備將其清除；

=貯存低溫液體的密閉容器，當(dāng)外界有熱量傳入時(shí)，會(huì)有部分低溫液體吸熱而氣化，壓力會(huì)升高。為防止超壓，必須設(shè)置可靠的安全裝置；

=低溫液體漏入基礎(chǔ)，會(huì)將基礎(chǔ)凍裂，設(shè)備傾斜。因此必須保證設(shè)備、管道和閥門(mén)的密封性，要考慮熱脹冷縮可能產(chǎn)生的應(yīng)力和變形；

=被液氧浸漬過(guò)的木材、焦炭等多孔有機(jī)物質(zhì)，當(dāng)接觸火源或給以一定的沖擊力時(shí)，會(huì)發(fā)生激烈的燃爆。因此，冷箱內(nèi)不允許有多孔性的有機(jī)物質(zhì)。對(duì)液氧的排放，應(yīng)預(yù)先考慮有專門(mén)的液氧排放管路和容器，不能走地溝；

=低溫液體長(zhǎng)期沖擊碳素鋼板，會(huì)使鋼板脆裂。因此，排放低溫液體的管道及排放槽不能采用碳素鋼制品；

= 氮?dú)?、氬氣是窒息性氣體，其液體排放管應(yīng)引至室外。氣體排放管應(yīng)有一定的排放高度，排放口不能朝向平臺(tái)樓梯；

 = 氧氣是強(qiáng)烈的助燃劑，其排放管不能直接排在不通風(fēng)的廠房?jī)?nèi)。

內(nèi)壓縮與外壓縮比較

1）首先是投資成本,就是說(shuō)如果上:一套空分設(shè)備,內(nèi)壓縮流程和外壓縮流程哪一種花的錢(qián)多。大致上,投資成本存在差別的主要有以下幾部分。

就是內(nèi)壓縮流程的液氧泵加上空氣増壓機(jī)與外壓縮流程的氧壓機(jī)相比。在國(guó)外,認(rèn)為采用內(nèi)壓流程的投資要合算很多,那是國(guó)外的行情。因?yàn)閲?guó)外的氧壓機(jī)非常昂貴。舉例來(lái)說(shuō),相同規(guī)格的氧氣透平壓縮機(jī)(透平氧壓機(jī)),進(jìn)口的價(jià)格是國(guó)產(chǎn)價(jià)格的3倍左右;而內(nèi)壓縮流程所需的空氣增壓機(jī)的價(jià)格是相應(yīng)國(guó)產(chǎn)透平氧壓機(jī)的1.5倍;液氧泵的成本相比較而言幾乎可以忽略不計(jì)。這么大的成本差距,在國(guó)外當(dāng)然是要選用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備。而在國(guó)內(nèi),情況正好相反。首先,外壓縮流程的透平氧壓機(jī)完全可以采用同產(chǎn)產(chǎn)品,性能良好,價(jià)格低廉,且安全性能好。若采用內(nèi)壓縮流程,所需的空氣增壓機(jī)一般是要求進(jìn)口機(jī)組,國(guó)產(chǎn)機(jī)組在性能等各方面還不能完全滿足要求。這樣,采用內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備的成本就高。事實(shí)上,內(nèi)壓縮流程比外縮流程高出的投資成本也主要在這個(gè)部分。

2）換熱器部分

因?yàn)閮?nèi)壓縮流程空分設(shè)備要用到中高壓的板翅式換熱器,會(huì)涉及到投資成本的變化。進(jìn)的中高壓換熱器質(zhì)量和可靠性相對(duì)而商更高一些,價(jià)格也同樣要高一些,這部分也相應(yīng)增加了一些成本。

3）膨脹機(jī)部分

內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備要用到中壓膨脹機(jī),進(jìn)口的膨脹機(jī)效率較高,可靠性史好。如果選用進(jìn)口產(chǎn)品,通常的模式是配1臺(tái),并帶1套機(jī)芯總成。而如果選用國(guó)產(chǎn)機(jī)組,出才運(yùn)行可靠性的考慮,要采用一用一備的方式。按照這樣的配置模式進(jìn)行比較,配進(jìn)口機(jī)組仍然比配國(guó)產(chǎn)機(jī)組成本要高一些。

4）閥門(mén)部分

內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備有部分中高壓的流路,相應(yīng)對(duì)閥門(mén)的要求也比較高。所以在這部分也會(huì)有一些增加的成本，一般來(lái)說(shuō),一套內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的總價(jià)格會(huì)比同樣規(guī)模的外壓縮流程空分設(shè)備高10%左右。

5）運(yùn)行費(fèi)用主要由三部分構(gòu)成:運(yùn)行能耗、備件及維護(hù)費(fèi)用和操作維護(hù)人員的開(kāi)支。我們只比較前兩個(gè)部分。雖然通常認(rèn)為:“內(nèi)壓縮流程能耗略高?！辈贿^(guò)還是要具體情況具體分析。空分設(shè)備中液體產(chǎn)品(液氧、液氮和液氬總量)占?xì)庋醍a(chǎn)品的比例對(duì)能耗的影響很大。一般可以認(rèn)為8%-10%左右的比例是一個(gè)分界點(diǎn),低于這個(gè)比例外壓縮流程能耗較低,若高于這個(gè)比例則內(nèi)壓縮流程在能耗上具有優(yōu)勢(shì)?？茖W(xué)的方法是做仔細(xì)的方案比較,然后再?zèng)Q定采用哪一種流程，與外壓縮流程相比,內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備由于進(jìn)口的機(jī)組設(shè)備和其他部件較多,則相應(yīng)的備件和維護(hù)費(fèi)用也會(huì)高一些。

6）安全性與可靠性

理論上內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的安全性高一些。相對(duì)而言外壓縮空分設(shè)備的性高些，外壓縮的安全隱患主要在于冷凝蒸發(fā)器內(nèi)液氧中碳?xì)浠衔锏姆e聚和氧氣透平式及活塞式壓縮機(jī)。

制冷量

制冷就是要從比環(huán)境溫度低的裝置內(nèi)取走熱量，以平衡由外部傳入的熱量，使裝置保持低溫狀態(tài)，或使內(nèi)部溫度不斷降低，直至不斷積累起低溫液體。

熱量只能從高溫物體傳給低溫物體，要從低溫物體取走熱，首先要用人工的方法，造成一個(gè)更低溫度的狀態(tài)，使它具有吸收、并帶走熱量的能力。理論上講，制冷量就是指這個(gè)帶走熱量能力的大小。根據(jù)制冷造成低溫的方式不同，制冷量可分為以下三種：

節(jié)流效應(yīng)制冷量：進(jìn)入空分裝置壓力較高的空氣，在裝置內(nèi)經(jīng)過(guò)節(jié)流閥及管路、設(shè)備等壓力降低而膨脹。通常，節(jié)流過(guò)程將造成溫度降低，氣體所具有的帶走熱量的能力，就是低壓氣體在離開(kāi)裝置時(shí)恢復(fù)到進(jìn)口溫度相同時(shí)所能帶走的熱量。這說(shuō)明，在同樣的溫度下，壓力高的氣體具有的能量(焓)比低壓時(shí)要小，二者能量(焓)的差值就是所能吸收的熱量，即叫做節(jié)流效應(yīng)制冷量。

膨脹機(jī)制冷量：壓力較高的氣體經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)膨脹時(shí)，由于氣體推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)外輸出功，因而氣體本身的能量(焓)減小，溫度顯著降低。它所具有的帶走熱量的能力，就是吸熱后恢復(fù)到膨脹前的能量。因此，膨脹機(jī)膨脹前后的能量(焓)之差就是膨脹機(jī)制冷量。

冷凍機(jī)提供的制冷量：采用分子篩凈化的空分設(shè)備，往往用冷凍機(jī)的低溫工質(zhì)來(lái)預(yù)冷空氣，以提高吸附凈化效果。這是由空分設(shè)備外部提供的制冷量，就是指冷凍水從空氣帶走的熱量，它可使所需的節(jié)流效應(yīng)和膨脹機(jī)制冷量減少。

什么叫節(jié)流，節(jié)流后流體溫度為什么會(huì)降低

·當(dāng)氣體或液體在管道內(nèi)流過(guò)一個(gè)縮孔或一個(gè)閥門(mén)時(shí)，流動(dòng)受到阻礙，流體在閥門(mén)處產(chǎn)生漩渦、碰撞、摩擦。流體要流過(guò)閥門(mén)，必須克服這些阻力，表現(xiàn)在閥門(mén)后的壓力比閥門(mén)前的壓力低得多。這種由于流動(dòng)遇到局部阻力而造成壓力有較大降落的過(guò)程，通常稱為“節(jié)流過(guò)程”。

·實(shí)際上，當(dāng)流體在管路及設(shè)備中流動(dòng)時(shí)，也存在流動(dòng)阻力而使壓力有所降低。但是，它的壓力降低相對(duì)較小，并且是逐漸變化的。而節(jié)流閥的節(jié)流過(guò)程壓降較大，并是突然變化的。例如，空氣流經(jīng)主熱交換器的壓降約在0.01MPa左右，而液空從下塔通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流到上塔時(shí)，節(jié)流前后的壓降可達(dá)0.45MPa。

·在節(jié)流過(guò)程中，流體既未對(duì)外輸出功，又可看成是與外界沒(méi)有熱量交換的絕熱過(guò)程，根據(jù)能量守恒定律，節(jié)流前后的流體內(nèi)部的總能量(焓)應(yīng)保持不變。但是，組成焓的三部分能量：分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、分子相互作用的位能、流動(dòng)能的每一部分是可能變化的。節(jié)流后壓力降低，質(zhì)量比容積增大，分子之間的距離增加，分子相互作用的位能增大。而流動(dòng)能一般變化不大，所以，只能靠減小分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能來(lái)轉(zhuǎn)換成位能。分子的運(yùn)動(dòng)速度減慢，體現(xiàn)在溫度降低。在空分設(shè)備中，遇到的節(jié)流均是這種情況，這也是節(jié)流降溫制冷要達(dá)到的目的。

膨脹機(jī)膨脹的溫降效果與節(jié)流溫降比較

·空氣從0.6MPa節(jié)流到0.1MPa的溫降只有1℃左右，而通過(guò)膨脹機(jī)膨脹，理論上溫降可達(dá)80～90℃，溫降效果要比節(jié)流好得多。其原因是節(jié)流過(guò)程不對(duì)外輸出功，溫度降低是靠分子位能增加而引起的。氣體在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹時(shí)，氣體要推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，或推動(dòng)活塞對(duì)外作功，而且膨脹過(guò)程進(jìn)行很快，外界沒(méi)有能量輸入，理想情況下可以看成是一個(gè)絕熱過(guò)程。根據(jù)能量守恒定律，輸出的功只有靠減少氣體的能量(焓)來(lái)維持平衡，使得氣體分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能急劇減少，反映在溫度大幅度下降。因此，膨脹機(jī)膨脹時(shí)，氣體的溫度降低不僅是因?yàn)閴毫档停斐煞肿拥奈荒茉黾?，而使分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減少引起的，更主要是由于對(duì)外作功造成的，所以溫降的效果要比節(jié)流時(shí)大得多。

空氣中有哪些雜質(zhì)，在空氣分離過(guò)程中為什么要清除雜質(zhì)？

空氣中除氧、氮外，還有少量的水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其他碳?xì)浠衔锏葰怏w，以及少量的灰塵等固體雜質(zhì)。每立方米空氣中的水蒸氣含量約為4～40g/m3(隨地區(qū)和氣候而異)，二氧化碳的含量約為0.6～0.9g/m3，乙炔含量約為0.01～0.1cm3/m3(在乙炔站和化工廠附近含量可達(dá)0.05～1cm3/m3)，灰塵等固體雜質(zhì)的含量一般為0.005～0.15g/m3，冶金廠附近可高達(dá)0.6～0.9g/m3。這些雜質(zhì)在每立方米空氣中的含量雖然不大，但由于大型空分設(shè)備每小時(shí)加工空氣量都在幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)立方米，因此，每小時(shí)帶入空分設(shè)備的總量還是可觀的。以60000m3/h制氧機(jī)為例，每小時(shí)隨空氣帶入空壓機(jī)的水分量約11t，經(jīng)空氣冷卻器和氮水預(yù)冷器后有很大一部分水分將析出。即使如此，每小時(shí)帶入空分設(shè)備的水分還有2000kg。每天隨空氣吸入的灰塵達(dá)50～100kg，甚至更多。而這些雜質(zhì)對(duì)空分設(shè)備都是有害的。隨空氣冷卻，被凍結(jié)下來(lái)的水分和二氧化碳沉積在低溫?fù)Q熱器、透平膨脹機(jī)或精餾塔里，就會(huì)堵塞通道、管路和閥門(mén)；乙炔集聚在液氧中有爆炸的危險(xiǎn)；灰塵會(huì)磨損運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械。為了保證空分設(shè)備長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行，必須設(shè)置專門(mén)的凈化設(shè)備，清除這些雜質(zhì)。

脈沖式反吹自潔式空氣過(guò)濾器

·國(guó)產(chǎn)的脈沖式反吹自潔式空氣過(guò)濾器對(duì)2μm粒子過(guò)濾效率大于98%；初始阻力小于150Pa，正常狀態(tài)阻力為400～600Pa，報(bào)警阻力為800Pa，最大安全阻力為1500Pa；反吹壓縮空氣壓力600～800kPa，流量小于0.15m3/min。每個(gè)濾筒的有效過(guò)濾面積為21.4m3。

·脈沖式反吹自潔空氣過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)有：

·濾筒的過(guò)濾效率高，阻力低，使用壽命長(zhǎng)，且能抗水霧；

·自動(dòng)反吹清掃灰塵，達(dá)到自潔?？杀ＷC空壓機(jī)連續(xù)2年以上不間斷運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)證明，連續(xù)運(yùn)行5～10年的離心式空壓機(jī)內(nèi)部無(wú)明顯結(jié)垢，葉片毫無(wú)粉塵磨損的痕跡；

·設(shè)備檢修維護(hù)方便，費(fèi)用低。濾筒壽命長(zhǎng)，更換方便，且可以不停機(jī)更換。濾料為優(yōu)質(zhì)防水紙料，價(jià)格便宜；

· 脈沖反吹自潔式空氣過(guò)濾器為干式空氣過(guò)濾器，與濕式空氣過(guò)濾器相比，加工空氣不帶油，沒(méi)有危及空分裝置安全的問(wèn)題。

清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔常用方法

·清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔的方法最常用的是吸附法和凍結(jié)法。

·吸附法就是用硅膠或分子篩等作吸附劑，把空氣中所含的水分、二氧化碳和乙炔，以及液空、液氧中的乙炔等雜質(zhì)分離出來(lái)，濃聚在吸附劑的表面上(沒(méi)有化學(xué)反應(yīng))，加溫再生時(shí)再把它們趕掉，從而達(dá)到凈化的目的。例如設(shè)置干燥器、二氧化碳吸附器、液空吸附器、液氧吸附器。

 ·凍結(jié)法就是空氣流經(jīng)蓄冷器或切換式換熱器時(shí)把其中所含的水分和二氧化碳凍結(jié)下來(lái)(乙炔不能凍結(jié))，然后被干燥的返流氣體帶出裝置，即自清除。

·在高壓、中壓、高低壓制氧系統(tǒng)上，曾用堿洗法清除二氧化碳，即用氫氧化鈉(Na0H)的水溶液吸收空氣中的二氧化碳。由于操作不便，目前已被淘汰。

·采用分子篩凈化流程可用分子篩同時(shí)吸附清除空氣中的水分、二氧化碳和乙炔，使流程簡(jiǎn)化，已在制氧機(jī)上普遍地被采用。

壓縮系統(tǒng)

1）從空氣室濾筒出來(lái)的大氣空氣被去除了塵埃和其他機(jī)械雜質(zhì)后，過(guò)濾后的空氣被裝備用來(lái)調(diào)整空氣量和防喘振設(shè)備的空壓機(jī)壓縮。在空壓機(jī)內(nèi)部，空氣壓縮分三段執(zhí)行，每一段都有內(nèi)部冷卻器。壓縮后，空氣壓力5.2Bar（A），溫度是80 ℃，然后空氣被送入空氣預(yù)冷系統(tǒng)（空冷塔）進(jìn)行洗滌降溫。

預(yù)冷系統(tǒng)

1）主要作用

  對(duì)空壓機(jī)增壓后的濕空氣進(jìn)行冷卻，并進(jìn)一步的洗滌空氣中的微顆?；覊m、部分水溶性物質(zhì)（NH3、SO2等）等雜質(zhì)。經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣近似飽和濕空氣，根據(jù)純化系統(tǒng)的工作特性，濕空氣出空冷塔溫度越低含水量越低，也越有利于降低純化系統(tǒng)的吸附負(fù)荷。

2）工作原理及流程

      空冷塔分為上下兩段，下段用循環(huán)水降溫，上段用冷凍水降溫，直接利用冷卻水和冷凍水在散堆填料上與濕空氣接觸換熱來(lái)降低濕空氣的溫度。冷卻水從空冷塔下部引入，冷凍水從空冷塔上部引入。冷卻水來(lái)源于工廠冷卻水供水管網(wǎng)水池，經(jīng)冷卻水泵加壓后引入，換熱后在空冷塔底部收集并回到冷卻水回水管網(wǎng)。冷凍水來(lái)源于循環(huán)水池，在水冷塔內(nèi)與干燥污氮接觸，利用水的汽化潛熱實(shí)現(xiàn)降溫，再經(jīng)氨冷凍機(jī)進(jìn)一步的降低溫度，后經(jīng)冷凍水泵加壓引入。在空冷塔頂部設(shè)置有收水器，可將空氣中夾帶的游離水分離出來(lái)。

空氣純化系統(tǒng)的任務(wù)

純化系統(tǒng)的目的是通過(guò)分子篩清除空氣中的水分、二氧化碳及碳?xì)浠衔锏入s質(zhì),保障空分裝置的安全運(yùn)行。經(jīng)分子篩吸附器純化后的空氣中的水含量≤5PPm 、CO2≤1PPm。

分子篩吸附器

·分子篩主要成分是堿性硅鋁酸鹽,有一定的晶型和連接結(jié)構(gòu),能使一些特定的分子通過(guò)的物質(zhì)。

·液化設(shè)備通常都有用于凈化流程空氣的前置凈化裝置，2臺(tái)分子篩吸附器（1臺(tái)吸附，1臺(tái)再生）交替使用，保證了其工作的連續(xù)性。其目的是脫除空氣中的水分和二氧化碳及C、H化合物（CO2在空氣中的平均含量約500ppm）。

分子篩吸附器結(jié)構(gòu)圖

吸附器內(nèi)裝填的氧化鋁和分子篩的吸附容量有限，吸附飽和后需要進(jìn)行解析再生操作。為了持續(xù)的運(yùn)行，設(shè)置了兩個(gè)吸附器，一個(gè)處于吸附狀態(tài)另一個(gè)則處于再生狀態(tài)。根據(jù)吸附劑低溫高壓吸附、高溫低壓解析的特性，將吸附飽和的吸附器泄壓吹除，然后利用蒸汽加熱器或者電加熱器（特殊再生）加熱從低壓塔復(fù)熱的低壓污氮至一定溫度對(duì)床層進(jìn)行加熱解析再生，污氮加熱后的溫度足夠高到解析床層內(nèi)被吸附的水分和二氧化碳。加熱完成后再利用復(fù)熱的污氮對(duì)床層進(jìn)行冷吹，帶走床層內(nèi)熱量。冷吹流量和時(shí)間需要保證冷吹完成時(shí)床層內(nèi)的殘留熱量在一定范圍內(nèi)，否則再生完的吸附器投用后出口溫度會(huì)波動(dòng)對(duì)后續(xù)工段造成影響。再生完成的吸附器均壓后與當(dāng)前運(yùn)行的吸附器并行一段時(shí)間后投入吸附。

分子篩吸附過(guò)程

·吸附原理：吸附是一種把氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)（吸附質(zhì)）固定在固體表面（吸附劑）上的物理現(xiàn)象，這種固體（吸附劑）具有大量微孔的活性表面，吸附質(zhì)的·分子受到吸附劑表面引力的作用，從而固定在上面。

·引力的大小取決于：

—吸附劑表面的構(gòu)造（微孔率）

—吸附質(zhì)的分壓

—溫度

·吸附伴隨著放熱，是一種可逆的現(xiàn)象，類似于凝結(jié)：

—如果增加壓力，吸附能力增加

—降低溫度，吸附能力增加

·因此，在吸附時(shí)，要使壓力升到最高，溫度降到最低。解吸時(shí)，則要使壓力降到最低，溫度升到最高。

什么叫精餾

·對(duì)兩種沸點(diǎn)不同的物質(zhì)(例如氧與氮)組成的混合液體，在吸收熱量而部分蒸發(fā)時(shí)，易揮發(fā)組分氮將較多地蒸發(fā)；而混合蒸氣在放出熱量而部分冷凝時(shí)，難揮發(fā)組分氧將較多地冷凝。如果將溫度較高的飽和蒸氣與溫度較低的飽和液體接觸，則蒸氣將放出熱量給飽和液體。蒸氣放出熱量將部分冷凝，液體將吸收熱量而部分蒸發(fā)。蒸氣在部分冷凝時(shí)，由于氧冷凝得較多，所以蒸氣中的低沸點(diǎn)組分(氮)的濃度有所提高。液體在部分蒸發(fā)過(guò)程中，由于氮較多的蒸發(fā)，液體中高沸點(diǎn)組分(氧)的濃度有所提高。如果進(jìn)行了一次部分蒸發(fā)和部分冷凝后，氮濃度較高的蒸氣及氧濃度較高的液體，再分別與溫度不同的液體及蒸氣進(jìn)行接觸，再次發(fā)生部分冷凝及部分蒸發(fā)，使得蒸氣中的氮濃度及液體中的氧濃度將進(jìn)一步提高，這樣的過(guò)程進(jìn)行多次，蒸氣中的氮濃度越來(lái)越高，液體中的氧濃度越來(lái)越高，最終達(dá)到氧、氮的分離。這個(gè)過(guò)程就叫精餾。

·概括地說(shuō)，精餾是利用兩種物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，多次地進(jìn)行混合蒸氣的部分冷凝和混合液體的部分蒸發(fā)的過(guò)程，以達(dá)到分離的目的。

精餾塔內(nèi)的空氣是怎樣被分離成氧和氮的

·精餾塔是設(shè)有多層塔板(對(duì)篩板塔，填料塔的工作原理相同)的設(shè)備。在塔板上有一定厚度的液體層。精餾塔一般多為雙級(jí)精餾塔。

·壓縮空氣經(jīng)清除水分、二氧化碳，并在熱交換器中被冷卻及膨脹(對(duì)中壓流程)后送入下塔的下部，作為下塔的上升氣。因?yàn)樗?1%，在0.6MPa下，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為100.05K。在冷凝蒸發(fā)器中冷凝的液氮從下塔的頂部下流，作為回流液體。因其含氧為0.01%～1%，在0.6MPa下的飽和溫度約為96.3K。由此可見(jiàn)，精餾塔下部的上升蒸氣溫度高，從塔頂下流的液體溫度較低。下塔的上升氣每經(jīng)過(guò)一塊塔板就遇到比它溫度低的液體，氣體本身的溫度就要降低，并不斷有部分蒸氣冷凝成液體。由于氧是難揮發(fā)組分，氮是易揮發(fā)組分，在冷凝過(guò)程中，氧要比氮較多地冷凝下來(lái)，于是剩下的蒸氣中含氮濃度就有所提高。就這樣一次、一次地進(jìn)行下去，到塔頂后，蒸氣中的氧絕大部分已被冷凝到液體中去了，其含氮濃度高達(dá)99%以上。這部分氮?dú)獗灰嚼淠舭l(fā)器中，放出熱量后全部冷凝成液氮，其中一部分作為下塔的回流液從上往下流動(dòng)。液體在下流的過(guò)程中，每經(jīng)過(guò)一塊塔板遇到下面上升的溫度較高的蒸氣，吸熱后有一部分液體就要?dú)饣?。在氣化過(guò)程中，由于氮是易揮發(fā)組分，氧是難揮發(fā)組分，因此氮比氧較多地蒸發(fā)出來(lái)，剩下的液體中氧濃度就有所提高。這樣一次、一次地進(jìn)行下去，到達(dá)塔底就可得到氧含量為38%～40%的液空。因此，經(jīng)過(guò)下塔的精餾，可將空氣初步分離成含氧38%～40%的富氧液空和含氮99%以上的液氮。 

·然后將液空經(jīng)節(jié)流降壓后送到上塔中部，作為進(jìn)一步精餾的原料。與下塔精餾的原理相同，液體下流時(shí)，經(jīng)多次部分蒸發(fā)，氮較多地蒸發(fā)出來(lái)，于是下流液體中的含氧濃度不斷提高，到達(dá)上塔底部可得到含氧99.2%～99.6%的液氧。從液空進(jìn)料口至上塔底部塔板上的精餾是提高難揮發(fā)組分的濃度，叫提餾段。這部分液氧在冷凝蒸發(fā)器中吸熱而蒸發(fā)成氣氧，在0.14MPa下它的溫度為93.7K左右。一部分氣氧作為產(chǎn)品引出，大部分作為上塔的上升氣。在上升過(guò)程中，部分蒸氣冷凝，蒸氣中的氮含量不斷增加。由于上塔中部液空入口處的上升氣中還有較多的氧組分，如果將它放掉，氧的損失太大，所以應(yīng)再進(jìn)行精餾。從冷凝蒸發(fā)器中引出部分含氮99%以上的液氮節(jié)流后送至上塔頂部，作為回流液，蒸氣再進(jìn)行多次部分冷凝，同時(shí)回流液多次部分蒸發(fā)。其中氧較多地留在液相里，氮較多地蒸發(fā)到氣相中，到了上塔頂，便可得到含氮99%以上的氮?dú)?。從液氮進(jìn)料口到液空進(jìn)料口是為了進(jìn)一步提高蒸氣中低沸點(diǎn)組分(氮)的濃度，叫精餾段。如果需要純氮產(chǎn)品還需要再次精餾，才能得到含氮99.99%的純氮產(chǎn)品。這就是精餾塔內(nèi)將空氣分離成氧、氮的過(guò)程。

下塔壓力為什么比上塔高

·為了實(shí)現(xiàn)上、下塔的精餾過(guò)程，必須使下塔頂部的氣氮冷凝為液氮，使上塔底部的液氧蒸發(fā)為氣氧。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)冷凝蒸發(fā)器，用下塔的氣氮來(lái)加熱上塔的液氧，使其蒸發(fā)成氣氧，而氣氮本身因放出熱量而冷凝成液氮來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為此，要求冷凝蒸發(fā)器的冷凝側(cè)(即氮側(cè))的溫度高于蒸發(fā)側(cè)(即氧側(cè)的溫度)，并保持一定的溫差(一般在1.0～2.5℃)。

·我們知道，在同樣壓力下，氧的沸點(diǎn)比氮高，無(wú)法達(dá)到上述目的。但是，氣體的液化溫度和液體的氣化溫度與壓力有關(guān)，而且隨壓力的增加而升高。例如在0.14MPa下，液氧的蒸發(fā)溫度是93.2K，氣氮的冷凝溫度是80K；而在0.58MPa下，氣氮的冷凝溫度是95.6K。為實(shí)現(xiàn)用氣氮來(lái)加熱液氧的目的，就必須把氮側(cè)的壓力提高，使氮的冷凝溫度高于氧的蒸發(fā)溫度，并保證一定的傳熱溫差才行。因?yàn)槔淠舭l(fā)器的氧側(cè)與上塔底部相連。它與上塔底部具有相同的壓力；其氮側(cè)與下塔頂部相連，它與下塔頂部具有相同的壓力。所以，下塔壓力比上塔高就是要保證主冷的正常工作，以實(shí)現(xiàn)上、下塔的精餾過(guò)程。

精餾系統(tǒng)流程

空氣經(jīng)空冷塔和分子篩純化器凈化后的空氣分為兩部分：

1）一部分凈化后的空氣主氣流直接進(jìn)入冷箱的主換熱器（E1)(E2)內(nèi)，并在主換熱器(E01)中與返流產(chǎn)品進(jìn)行熱交換而冷卻至-173℃，這股氣流然后進(jìn)入下塔(K01)底部首次參加精餾分離。上升氣體和下降液體接觸后氮的含量升高。

2）另一部分凈化空氣送入增壓透平膨脹機(jī)的增壓端增壓后送入冷箱，在冷箱的主換熱器(E01)中與氧、氮換熱，或旁通至。

3）剩余部分增壓空氣在主換熱器(E01)中冷卻至適當(dāng)溫度抽出（部分做儀表氣），然后經(jīng)透平膨脹機(jī)膨脹端 (ET01) 膨脹后送入中壓塔 (K01)。

注：1開(kāi)氏度（K）= -272.15攝氏度（℃）

氬系統(tǒng)流程

·為了提取氬，從低壓塔(K02)中間位置抽出的氬餾份（氧含量為8%～10%）被送入粗氬塔(K10)中，在此去除氧。該塔的回流液所需的冷量由粗氬塔冷凝器(E10)中的富氧液空的蒸發(fā)而產(chǎn)生。

·然后粗液氬流入精氬塔(K11)中分離去除氮，產(chǎn)品液氬送至儲(chǔ)槽。

·精氬塔(K11)底部的蒸發(fā)熱量由精氬塔蒸發(fā)器(E15)冷凝來(lái)自中壓塔的少量中壓氮?dú)舛a(chǎn)生。被冷凝的液氮進(jìn)入精氬塔冷凝器(E16)中和來(lái)自過(guò)冷器(E03)后的液氮同時(shí)被蒸發(fā)用于冷凝上升蒸氣，從而向精氬塔(K11)提供回流液。

·當(dāng)不生產(chǎn)液氬時(shí)，來(lái)自粗氬塔(K10)頂部的粗液氬回流至低壓塔(K02)，通過(guò)提純的粗液氬進(jìn)入低壓塔(K02)頂部，保證氧提取率不變。此時(shí)精氬塔(K11)停車(chē)?yán)鋫洹?/p>

液氧后備及儲(chǔ)槽

·液氧貯槽和后備系統(tǒng)

·來(lái)自低壓塔(K02)的液氧產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)冷器后送入1個(gè)1200m3的液氧貯槽(V40)。

·當(dāng)需要啟動(dòng)中壓液氧后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氧產(chǎn)品可以由中壓液氧后備泵(P41)升壓至所需壓力后，在水浴式蒸發(fā)器(E41)中汽化作為緊急情況時(shí)的后備中壓氧氣產(chǎn)品輸出。

·空分后備系統(tǒng)配置高壓氧氣緩沖罐（V45）用于空分跳車(chē)時(shí)后備系統(tǒng)啟動(dòng)達(dá)到滿負(fù)荷前短暫時(shí)間內(nèi)的下游氣量供應(yīng)。

另外，配置液氧充車(chē)泵(P40)用于液體充車(chē)。

液氮儲(chǔ)槽及后備

·來(lái)自中壓塔(K01)的液氮產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)冷器后送入1個(gè)2000m3的液氮貯槽(V50)。

·當(dāng)需要啟動(dòng)低壓液氮后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氮產(chǎn)品可以由低壓液氮后備泵(P51)升壓至所需壓力后，在水浴式蒸發(fā)器(E51)中氣化，作為后備低壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出，其中一部分相當(dāng)于常壓氮?dú)猱a(chǎn)品經(jīng)過(guò)節(jié)流后作為常壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。

·當(dāng)需要啟動(dòng)中壓液氮后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氮產(chǎn)品可以由中壓液氮后備泵(P52)升壓至所需壓力后，在水浴式蒸發(fā)器(E52)中氣化作為緊急情況時(shí)的后備中壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。

·當(dāng)需要啟動(dòng)高壓液氮后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氮產(chǎn)品可以由高壓液氮后備活塞泵(P54)升壓至所需壓力后，在空浴式蒸發(fā)器(E54)中氣化作為緊急情況時(shí)的后備高壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。

·當(dāng)空分和下游裝置均停車(chē)或全廠斷水?dāng)嚯姷那闆r下，液氮真空罐（V51）引出的液氮經(jīng)過(guò)空浴式蒸發(fā)器（E53）汽化，一部分作為全廠緊急用氣，另一部分節(jié)流至0.4MpaG送去用戶下游裝置。

·空分后備系統(tǒng)配置高壓氮?dú)饩彌_罐（V55）用于空分跳車(chē)時(shí)后備系統(tǒng)啟動(dòng)達(dá)到滿負(fù)荷前短暫時(shí)間內(nèi)的下游氣量供應(yīng)。

·另外，配置液氮充車(chē)泵(P50)用于液體充車(chē)。

液氬儲(chǔ)槽及后備

·來(lái)自精氬塔(K11)的液氬產(chǎn)品送入500m3液氬貯槽V30。

·配置液氬充車(chē)泵(P30)用于液體充車(chē)

制氧機(jī)哪些部位最容易發(fā)生爆炸?

·制氧機(jī)爆炸的部位在某種程度上與空分設(shè)備的型式有關(guān)。在高、中壓、雙壓流程中，發(fā)生爆炸的可能性相對(duì)較多；生產(chǎn)液氧的裝置，主冷未發(fā)生過(guò)爆炸，而氣氧裝置的主冷卻是爆炸的中心部位。爆炸破壞的程度與爆炸力有關(guān)，微弱的爆炸可能只破壞個(gè)別的管子，甚至未被操作人員所察覺(jué)。

·冷凝蒸發(fā)器的爆炸部位，隨其結(jié)構(gòu)型式不同而有所不同。一般易發(fā)生在液氧面分界處，以及個(gè)別液氧流動(dòng)不暢的通道，也有發(fā)生在下部管板處或上頂蓋處。對(duì)輔助冷凝蒸發(fā)器，爆炸易發(fā)生在液氧接近蒸發(fā)完畢的下部。

·據(jù)統(tǒng)計(jì)，除冷凝蒸發(fā)器外，在其他部位也發(fā)生過(guò)爆炸。計(jì)有：下塔液空進(jìn)口下部；液空吸附器；上塔液空進(jìn)口處的塔板；液氧排放管；液氧泵；切換式換熱器冷端的氧通道；輔助冷凝蒸發(fā)器后的乙炔分離器等。

·安全措施不論在哪個(gè)部位爆炸，其原因均有液氧(或富氧液空)的存在，并在蒸發(fā)過(guò)程中造成危險(xiǎn)物的濃縮、積聚或沉淀，組成了爆炸性混合物，在一定條件下促使發(fā)生爆炸

安全措施

碳?xì)浠衔锏姆婪?/p>

設(shè)備的安全運(yùn)行問(wèn)題不僅需要在設(shè)計(jì)時(shí)特別注意，而且在操作時(shí)需要很好地監(jiān)視。下面內(nèi)容解釋了如何防范碳?xì)浠衔锴秩肜湎浼叭绾畏婪短細(xì)浠衔镌谥骼淠舭l(fā)器中的積聚。

空壓機(jī)的進(jìn)氣口

設(shè)備布置應(yīng)考慮：

?風(fēng)向和風(fēng)速

?空氣吸風(fēng)口與污氮排風(fēng)口的水平距離不小于10m

?附近污染源的距離和方向以及潛在排放氣體的氣量和成份

?進(jìn)氣塔的設(shè)計(jì)及其在裝置現(xiàn)場(chǎng)的具體位置應(yīng)盡最大限度降低主空壓機(jī)吸入雜質(zhì)的可能性。

通過(guò)在主空壓機(jī)入口前設(shè)置過(guò)濾器來(lái)保證在裝置運(yùn)行壽命內(nèi)能將空氣中的顆粒和浮質(zhì)雜質(zhì)去除。

切記一定要關(guān)注進(jìn)入空分裝置的原料空氣中的雜質(zhì)含量，尤其是可能發(fā)生的空氣污染情況的變化。

空氣凈化系統(tǒng)

·采用變溫吸附系統(tǒng)，所有流程空氣通過(guò)氧化鋁去除水分，然后在分子篩層吸附CO2，同時(shí)還有乙炔、異丁烷和更重的烴類。

·多數(shù)烴類如異丁烷和重質(zhì)烴幾乎全被去除，而丙烷、乙烷和乙烯只能被部分去除。

·為確保空氣凈化裝置的正常運(yùn)行，從而減少碳?xì)浠衔镞M(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器的可能性，安裝一只CO2分析儀以不間斷地測(cè)得空氣純化裝置出口的CO2含量。任何偶爾的或非偶然的CO2超標(biāo)情況都應(yīng)查明原因，并根除隱患。應(yīng)時(shí)常檢查CO2分析儀的準(zhǔn)確性以確保進(jìn)入冷箱前的空氣中的CO2含量能及時(shí)檢測(cè)。

·雙層床純化器的設(shè)計(jì)采用固定的吸附床層并有一個(gè)自清潔系統(tǒng)，把分子篩的磨蝕和酸蝕的風(fēng)險(xiǎn)降至最低程度。同時(shí)，塵埃進(jìn)入的可能性也降至最低限度，因?yàn)閴m埃一旦進(jìn)入冷箱，最終將進(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器，引起設(shè)備堵塞。

冷凝蒸發(fā)器主動(dòng)預(yù)防

·第一道預(yù)防是通過(guò)正確地操作前端凈化吸附裝置，從而盡可能避免碳?xì)浠衔镞M(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器：除了去除流程空氣中的水份，凈化吸附裝置必須能非常有效地去除CO2。監(jiān)測(cè)凈化后的空氣中的CO2的含量不僅有助于正確操作凈化吸附裝置以去除CO2和碳?xì)浠衔?，而且減少了固態(tài)CO2 引起主冷凝蒸發(fā)器通道阻塞的可能性。若有CO2穿透純化吸附裝置現(xiàn)象發(fā)生，則應(yīng)相應(yīng)降低兩只純化器切換運(yùn)行的周期。

·第二道預(yù)防碳?xì)浠衔镌谥骼淠舭l(fā)器中的富集手段是從冷凝蒸發(fā)器浴液中不斷地排放液體。本裝置采用液氧泵內(nèi)壓縮流程，產(chǎn)品氧以液態(tài)形式出精餾塔，因此碳?xì)浠衔锛鄣目赡苄詷O小。盡管有這些預(yù)防措施，但一段時(shí)間以后，一些雜質(zhì)仍可能沉積在主冷凝蒸發(fā)器的波紋片上。作為一項(xiàng)附加措施，主·冷凝蒸發(fā)器必須在為裝置專門(mén)確定的加溫周期內(nèi)通過(guò)徹底解凍加以清潔。為確保有效解凍，應(yīng)監(jiān)視主冷凝蒸發(fā)器出口的解凍氣體溫度和水分，只有當(dāng)達(dá)到所需的干燥度和溫度后才可停止解凍。

主冷的頂部（低壓塔底部）采用了一段先進(jìn)的銅填料，來(lái)替代傳統(tǒng)的鋁填料。銅填料能更有效的隔離主冷與易燃燒的鋁填料。增加安全性。

冷凝蒸發(fā)器被動(dòng)預(yù)防

·分析儀用于監(jiān)察主動(dòng)預(yù)防措施是否運(yùn)行正常、有效。用一臺(tái)分析儀關(guān)注主冷凝蒸發(fā)器液氧側(cè)的碳?xì)浠衔锖?。若液氧中碳?xì)浠衔锏暮砍^(guò)警戒值時(shí)，則整套裝置應(yīng)停車(chē)處理。

·為使測(cè)得數(shù)據(jù)可信，分析儀以及CO2分析儀(純化吸附裝置空氣出口)必須定期校準(zhǔn)(每?jī)芍芤淮?。

主冷凝蒸發(fā)器

·雖然液空是第一家獲得膜式主冷凝蒸發(fā)器專利的公司，但我們還是選用了更傳統(tǒng)的浴式主冷，因?yàn)樵∈街骼涞臍v史更長(zhǎng)、經(jīng)驗(yàn)更多。

·主冷凝蒸發(fā)器積聚了大氣中的碳?xì)浠衔?，它的安全運(yùn)行非常關(guān)鍵。為避免碳?xì)浠衔锖吭谝貉踔性黾?，和保證換熱器中液體正常循環(huán)，有必要使浴液蒸發(fā)時(shí)確保換熱器的換熱區(qū)域在全浸的狀態(tài)下操作。

·除了檢查液位計(jì)的準(zhǔn)確性以外，必須在高于板束頂端50mm處設(shè)置液位計(jì)取樣口，當(dāng)該處有液體出現(xiàn)時(shí)檢查操作液位設(shè)定點(diǎn)。

·內(nèi)壓縮流程的選用，使液氧得到有效的且不斷的排放，因而使主冷凝蒸發(fā)器得到良好的保護(hù)。

色譜分析儀

·用色譜分析儀對(duì)冷箱的不同部份巡回地和有選擇性地對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某含量超過(guò)界限時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)，警告操作者根據(jù)操作手冊(cè)的指導(dǎo)采取措施。

·測(cè)量的不同部位是：

?吸附器的出口

?主冷凝蒸發(fā)器的液氧浴槽

液體排放

·冷箱內(nèi)液體排放管道的設(shè)計(jì)將考慮能將容器及管道內(nèi)的液體盡快排盡。

裝置啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作

·如果裝置要加溫至環(huán)境溫度，則必須按解凍程序做。

·在裝置起動(dòng)之前，冷箱必須加以徹底干燥(無(wú)CO2和水分)，以便在冷卻過(guò)程中避免由CO2和水分存在所引起的通道阻塞。應(yīng)特別關(guān)注冷凝蒸發(fā)器的解凍。在主冷凝蒸發(fā)器中的CO2阻塞會(huì)引起局部濃度升高。所以在裝置起動(dòng)之前，建議檢查空氣純化吸附裝置(校準(zhǔn)氣體)后的CO2分析儀運(yùn)行是否正常，并用一濕度分析儀（增壓機(jī)后冷卻器出口和膨脹機(jī)增壓端后冷卻器出口的露點(diǎn)分析儀）檢查冷箱內(nèi)通道是否干燥。

怎樣判明氧氣瓶?jī)?nèi)是否有油脂?

·油脂是可燃物質(zhì)，與壓力大于3MPa的壓縮氧氣接觸時(shí)會(huì)引起自燃。如果氧氣瓶閥上粘有油脂，在氧氣瓶充裝和使用過(guò)程中，氧氣高速流過(guò)瓶閥時(shí)，就能引起瓶閥著火，甚至使氧氣瓶爆炸。所以，氧氣瓶是嚴(yán)禁沾上油脂的。

·瓶閥上的油脂都是由于忽視安全，嚴(yán)重違反安全操作規(guī)程造成的。在充裝、使用過(guò)程中由操作者有油污的手、手套、工作服和工具沾上去的；也可能在檢驗(yàn)、更換瓶閥時(shí)未作嚴(yán)格的脫脂處理。

·瓶?jī)?nèi)的油脂可能是氣瓶曾裝過(guò)含有油脂的氣體。在作氣瓶的定期檢驗(yàn)時(shí)，為了判別氣瓶?jī)?nèi)壁是否有油脂，可采用下列方法：

·將涮洗氣瓶的水倒在杯中，靜置一段時(shí)間后，在水面上放一張香煙紙，停留片刻后取出烘干。若在紙上留有油污痕跡，則表明瓶?jī)?nèi)含有油脂；

·將涮洗氣瓶的水倒在杯中，用小勺取少許純樟腦粉灑于杯內(nèi)水面。若樟腦粉在水面發(fā)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，則表明瓶?jī)?nèi)含有油脂。這是因?yàn)檎聊X粉不溶于水，但能溶于油脂。在溶解時(shí)產(chǎn)生溶解熱而使水局部汽化，造成樟腦粉產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。