空氣分離技術論文

　　在我國越來越多的工業生產需要在特定的條件下進行，空氣分離技術在現代的特殊產業中已經廣為應用，下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　空氣分離安全技術

　　【摘要】在我國越來越多的工業生產需要在特定的條件下進行，空氣分離安全技術在現代的特殊產業中已經廣為應用，比如在液化氣中、醫院製氧中、煤化工工業中等等，空氣分離技術在這些產業中是一個非常重要的部分，是此部分產業正常執行發展的核心基礎。本文主要討論空氣分離安全技術的關鍵要點和發展。

　　【關鍵詞】液化天然氣空氣分離，機載膜空氣分離，空氣分離技術發展

　　中圖分類號：P618.13 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一.前言

　　空氣分離是一種高耗電的行業，其生產的產品氧氣、氮氣、氬氣等在化工、鋼鐵、醫藥業、冶金、食品等行業中的應用越來越廣，針對日益緊張的電力能源，液化天然氣在民用和工業用氣的增加及空分市場的激烈競爭，降低生產產品的單耗就越來越重要。液化天然氣冷量的回收對空氣分離裝置來說，是一個新機遇，也是一個新的挑戰。我們應該抓住機遇，迎接挑戰。

　　二.液化天然氣空氣分離技術應用

　　1 .LNG冷量回收利用技術簡介

　　LNG是天然氣的一種獨特的儲存和運輸形式，它有利於天然氣的遠距離運輸，有利於邊遠天然氣的回收，降低天然氣的儲存成本，有利於天然氣應用中的調峰。同時，由於天然氣在液化前進行了淨化處理，所以它比管道運輸的天然氣更為潔淨。生產LNG的動力及公用設施耗電量約為850KWH/H。而在LNG接收站，一般又需將LNG通過氣化器氣化後使用，氣化時放出大量的冷量，其值大約為837KJ/KG***包括LNG的氣化潛熱和氣態天然氣從儲存溫度復熱到環境溫度的顯熱***。這部分冷能通常在天然氣汽化器中隨海水或空氣被捨棄，造成能源的極大浪費。通過特定工藝技術利用LNG冷量，可以達到節省能源，提高經濟效益的目的。

　　2 .LNG冷量回收在空氣分離安全技術中的應用

　　通常的低溫環境都是由電力驅動的機器製冷產生的，由製冷原理可知，隨著溫度的降低，其消耗的電能將急劇增加。在一定的低溫蒸發範圍內，蒸發溫度降低1K，能耗要增加10%。利用回收的LNG冷能和兩級壓縮式製冷機冷卻空氣製取液氮、液氧、液氬，電能消耗也可減少50%***原來生產1立方米的液氧電耗為1.2KWH，採用LNG冷量回收的方法可使電耗減少0.5KWH***，水耗減少30%，這樣就會大大降低液氧、液氮、液氬的生產成本，具有可觀的經濟效益。

　　3 .LNG冷能空氣分離技術特點

　　***一***一是在離LNG最接近的溫度位對其冷能加以利用，有用能利用率高

　　***二***是可以在較低的能耗指標下得到大量的液態產品。

　　***三***是可以縮短空分流程的起動時間，因為傳統流程靠透平膨脹機產冷，冷量需要逐漸積累，而LNG則可以瞬間釋放出大量高品位的冷能。

　　4 .利用LNG冷量的空氣分離工藝流程設計簡述

　　空氣經過濾器除去灰塵和雜質後進入壓縮機壓縮至5.8bar，經氮水預冷系統後，進入分子篩純化器除去其中的水分、二氧化碳和其它碳氫化合物，乾燥而潔淨的空氣進入換熱器中與汙氮和迴圈氮氣換熱並將至飽和溫度後進入下塔底部。在下塔頂部抽出一股迴圈氮氣，在主換熱器中復熱後，經過迴圈氮氣壓縮機加壓和冷凍機組冷卻，達到300K，23bar。然後在LNG換熱器中與LNG換熱，利用LNG的冷量使迴圈氮氣溫度降到118K，節流後返回下塔，液氧產品從冷凝蒸發器引出，液氮產品從下塔液氮槽抽出節流進入上塔頂部後進出。

　　三.機載膜中空氣分離安全技術

　　機載膜空氣分離安全技術的用途就是提供飛機油箱惰性化技術所需要的富氮氣體。本文通過在地面建立情化系統模擬試驗檯，對國內某廠生產的膜機載空氣分離裝置展開了較為系統的理論分析及試驗研究。研究結果表明：

　　1 .輸入空氣壓力、輸出產品氣流量和海拔高度***環境背壓***均對膜裝置的分離效能有著重要的影響，尤其在低海拔高度下，當輸入空氣壓力較低、而輸出產品氣流量要求較大時，該影響更為顯著。

　　2 .無論在什麼海拔高度條件下，環境溫度對膜裝置分離效能均有一定影響。3 .輸入空氣溫度對膜裝置分離效能的影響較小。

　　四.製氧站空氣分離安全技術應用

　　目前，空氣分離製取氧、氮等產品的方式有三種：變壓吸附、膜分離和深冷法。前兩種是常溫下空氣分離，第三種是低溫下空氣分離。

　　1 .變壓吸附與深冷法比較各有特點：首先，變壓吸附流程簡單，裝置數量少，主要裝置僅為鼓風機、吸附塔、貯氣罐、真空泵和一些閥門。

　　***一***深冷空分裝置流程較為複雜，主要裝置包括空壓機、預冷器、純化器、換熱器、膨脹機、空分塔、氧壓機、氮壓機等諸多裝置。其次，變壓吸附基建費用少，對廠房要求不高。

　　***二***深冷空分裝置裝置複雜，安裝週期長，基建投資高。

　　***三***變壓吸附啟動時間短，維修費用低;深冷空分裝置操作較為複雜，啟動時間長，維修費用多。

　　***四***變壓吸附產品單一，氧氣純度低***93%***，產量少***一般在5000m³/h以下***，不能生產氬;深冷法可以同時生產出高純度的氧***99.6%***、氮***99.999%***、氬***99.999%***，產量較高，而其液體產品的體積僅約為氣體的八百分之一，所以產品非常便於經濟的儲存和運輸。

　　2 .膜分離技術與深冷法、變壓吸附相比較，具有裝置簡單，啟動時間短，投資少，由於不需要加壓裝置，故其簡易程度超過了變壓吸附;但也同樣存在產量低，產品純度低，氮氣純度僅為95%。鋼鐵企業一般選用的是深冷法。

　　3 .製氧原理及改進措施

　　深冷分離工藝的基本原理是:空氣經壓縮、冷卻和液化後，利用空氣中氧、氮、氬沸點不同，採用多次蒸發、多次冷凝的方法進行精餾分離得到產品氧、氮、氬。再按不同用途將產品加壓、貯存和輸送供給使用者。

　　五. 我國空氣分離安全技術發展

　　以往的空氣分離安全主要方法是經過氟利昂冷凍機及膨脹透平來製冷把空氣液化，分離為液態氧氣、氮氣及氬氣等，運用LNG冷能技術能夠進行空氣分離，通過氮氣迴圈方式進行冷卻實現的。通常生產1m³液化空氣需要0.756kWh冷卻能，可運用LNG低溫特點，不僅可以降低建設費用，還能夠節省電力消耗，電消耗會降低50%，其水消耗也會降低30%，從而降低了液氧及液氮生產成本，獲得良好經濟效益，低成本液氮可應用到半導體器件生產、真空冷阱、金屬處理等，運用液氧製取還可以獲得高純度臭氧，應用在汙水處理方面。空氣分離是LNG冷能利用技術裡最常見的，並且被很多國家所應用，我國對這種冷能技術應用也很重視。

　　六.結束語

　　工業發展的基礎是技術的應用，隨著科學技術的不斷髮展和更新，越來越多先進的科學技術不斷的問世，近年來,在蓬勃發展的工業專案中,4 500m³/h、9 000m³/h等大型空氣分離安全技術得到了應用。在應用中這些技術的出現為人們帶來的不僅僅是知識技術，更是生產力的提高和生產髮式的進步，我們在學習知識的時候，更應該活學活用，把它們應用到實際的生產生活中，以此來服務人民，服務社會，提高效率和質量。

　　參考文獻：

　　[1]顧安忠，曹文勝.中國液化天然氣的發展.氣體分離.2005年第2期.

　　[2]曹文勝，林文勝，關集迎.液化天然氣的冷量利用.製冷.2005年12月.

　　[3]周廷鶴,彭世尼.LNG冷能利用技術探討[J].上海煤氣,2009***01***.

　　[4]張濤,高彩魁. LNG冷能的應用[J].上海煤氣,2010***02***.

　　[5] 吳紹剛. 適用於聯合鋼鐵企業的製氧流程初步構想[J]. 深冷技術

點選下頁還有更多>>>