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1.2.2吸附法: 利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附的特点,对气体分子不同组分有选择性的进行吸附,达到单高纯度的产品。吸附法分离空气流程简单,操作方便运行成本较低,但不能获得高纯度的的双高产品。 1.2.3膜分离法: 利用一些有机聚合膜的潜在选择性,当空气通过薄膜或中空纤维膜时,氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点,实现氧、氮的分离。这种分离方法得到的产品纯度不高,规模也较小,目前只适用于生产富氧产品。 1.3空气的组成 组分 氧 氮 氩 氖 氦 氪 氙 二氧化碳 其它 分子式 O2 N2 Ar Ne He Kr Xe CO2 氮氧化物 水 体积含量 20.93 78.03 0.932 1.5~1.8 × 10-3 4.6~5.3 × 10-4 1.08 × 10-4 8 × 10-6 0.03 重量含量 23.1 75.6 1.286 1.2 ×10-3 7 × 10-3 3 × 10-4 4 × 10-5 0.046 气体密度 1.429 1.250 1.734 0.9 0.178 3.743 5.896 1.977 沸点 -182.97 -195.79 -185.86 - 246.08 -268.938 - 153.4 - 108.11 -78.44 (升) 氧、氮、氩和其他物质一样,具有气、液和固三态。在常温常压下它们呈气态。在标准大气压下,氧被冷凝至-183℃,氮被冷凝至-196℃,氩被冷凝至-186℃即会变为液态,氧和氮的沸点相差13 ℃,氩和氮的沸点相差10 ℃,空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进行分离。 空气中除氧、氮和氩外,还有氖、氦、氪、氙等稀有气体,这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上,稀有气体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行能耗。目前大型的空分装置都普遍带无氢制氩工艺。 空分设备是由诸多配套部机组成的成套设备,我国空分于1953年起步,经过50多年的发展,从第一代小型空分流程发展到目前的第六代大型全精馏无氢制氩工艺流程。每一次空分设备流程的变革和推进,都是新技术、新工艺的创新。透平膨胀机的产生,实现了大型空分设备全低压流程;高效板翅式换热器的出现,使切换板翅式流程取代了石头蓄冷器、可逆式换热器流程,使装置冷量回收效率更高; 1.4我国空分流程的技术发展 增压透平膨胀机的出现极大的提高了膨胀机的制冷效率并把输出的外功有利的得到回收;常温分子筛净化流程替代了切换式换热器,使空分装置净化系统的安全性、稳定性得到极大提高 并使能耗大大降低,随着规整填料和低温液体泵在空分装置中的应用,进一步降低了空分设备的能耗,实现了全精馏无氢制氩,使空分设备在高效、节能、安全等方面取得了进步。随着计算机的广泛应用,空分装置的自动控制、变负荷跟踪调节等变得更为先进。 1.4我国空分流程的技术发展 第一代:高低压循环,氮气透平膨胀,吸收法除杂质; 第二代:石头蓄冷器,空气透平膨胀低压循环; 第三代:可逆式换热器; 第四代:分子筛纯化; 第五代:规整填料,增压透平膨胀机低压循环; 第六代:内压缩流程,规整填料,全精馏无氢制氩 1.4我国空分流程的技术发展 1.5空气分离的基本过程 从原理上划分空气分离包括下列过程: 1、空气的过滤和压缩 2、空气中水分和二氧化碳等杂质的去除 3、空气冷却和液化 4、冷量的制取 5、精馏 6、危险杂质的去除 空压机 预冷系统 纯化系统 热交换器 精馏系统 氧氮产品 膨胀机 增压机 贮存系统 1.6空分流程 2.1温度(T):温度是物体冷热程度的标志。目前人们通常使用绝对温标 (也称国际温标T)和摄氏温标t、华氏温标F三者的换算关系: T=t+273;t=5/9(F-32);F=9/5 t+32。 2.2压力(P):单位面积上所受到的垂直作用力。绝对压力P(绝)是表压力P(表)与当时当地大气压B之和。 即P(绝)=P(表)+B 二、热工基础知识 2.3比容 的定义:单位重量工质所具有的容积。设有G(公斤)重量 的工质占有总容积V(m3),则有比容 2.4重度ρ定义:单位体积的工质所具有的重量,由比容的定义可知 重度ρ(kg/m3) 由此可见比容和重度互为倒数,并都可做为状态参数, 但热力学中常用比容做为状态参数。 二、热工基础知识 在热工分析和工程计算中,人们往往把实际气体抽象概括为一种实际上并不存在的理想气体,所谓“理想气体”:就是假定气体分子是完全弹性的,不占体积的质点。分子间没有相互作用力。 自然界中的一些气体在一般的压力温度范围内,气体的三个状态参数P、V、T之间存在特殊的关系。 2.5理想气体 二

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