保亭黎族苗族自治县回收空分制氧厂设备

空气分离设备
空气分离设备就是将空气液化、精馏、较终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，简称空分设备。它的较低工作温度为77K。19世纪末空气仍被称为“*气体”，后来人们发现在深低温下空气也能液化，并因氧、氮沸点不同，可以从液化空气中分离出氧气和。**台商品化的制氧机于1903年制成，它较初只是用于金属的气焊和切割。氮肥工业需要，制氧机发展到能同时生产氧气和，改称空气分离设备。
中文名 空气分离设备 外文名 air separation plan 应 用 应用以及氮肥工业的迅速发展 时 间 1903年 特 点 同时生产氧气和
目录
1 简史
2 氮膜系统介绍
? 简介
? 产品规格
3 分类
4 空分设备
5 分离设备流程
6 工作原理
7 优势
8 工艺流程
简史
到50年代，由于吹氧炼钢和高炉鼓风工艺的推广应用以及氮肥工业的迅速发展，空气
空气分离设备
分离设备向大型化发展，并应用了近代的科研成果，如采用透平压缩机、透平膨胀机、板翅式换热器、微型计算机和分子筛吸附器等设备之后，空气分离设备不断得到改进和完善，设备中的空气压力从高压（20兆帕）降到低压（小于1兆帕）,单位产品的电耗也逐渐下降（每立方米氧的电耗从1.5降至0.6千瓦·小时）。现代空气分离设备能生产各种容量、不同纯度的气态或液态产品，也能制造**高纯度的氧和氮（如含氧99.998%和含氮99.9995%）空气分离设备还能根据用户的需要，通过电子计算机的控制，随时增减产品的数量，达到经济用氧的目的。到80年代，大型空气分离设备的氧气生产能力已达到70000米(/时；空气压力下降到0.36兆帕；连续运转周期可达2年以上。
氮膜系统介绍
简介
SMN氮膜系统是一种空气分离设备，SMN氮膜系统由空气压缩机、过滤器和 SMN膜分离制氮装置组成。压缩空气经过滤器进入SMN膜分离制氮装置，空气中的氧气、水蒸气及少量CO2 快速透过膜进入膜的另一侧被富集；透过膜的相对速率慢而留在膜滞留侧被富集。富集后的其出口压力大小几乎和压缩空气进入膜系统时的压力相同，动力损耗非常小。 利用空气分离设备-SMN氮膜
空气分离设备
系统，可将空气中氮从78% 提高到95% 以上，较高可得到99.9% 的纯氮。用户如果要较高纯度的N2，可以配置化学催化脱O2，得到纯度直99.9995% 的高纯氮。
空气分离设备-SMN氮膜系统已形成了适合各种用途的全套系列，并通过调节压缩空气的压力、流速及温度等因素而得到您所希望的产品纯度和产量。同时，在氮膜系统的渗透侧可得到富氧空气，富氧浓度在30--40%。
产品规格
流量 1--2000Nm3/hr
压力 ≤1.2MPa
纯度 95~99.9995%
露点 -40~70℃
三、空气分离设备-SMN氮膜系统的优点
通过增加膜组件可很容易地扩大系统产氮量，压力损失小；
实现无人看管，系统全部由计算机操作管理，纯度在95%~99.9%之间由流量自由调节；
开机、停机简单方便，启动到正常供气仅需几分钟，膜组寿命可长达十年；
甚少保养，无运动部件，无须更换移动组件，根据用户需要现场配置不同规格的系统；
重量轻，结构紧凑，节省空间，移动方便，与纯化装置连接方便。
分类
空气分离设备是由多种机械和设备组成的成套设备，常按空气压力来分类。常用的有高压、中压和低压3种．
选择设备类型时应考虑产品种类、容量和纯度的要求，以及电耗、安全连续运转周期等因素。
低压设备由于电耗低、连续运转周期长、经济效益高，被广泛采用。
低压空气分离设备 。整个设备由空气压缩系统、杂质净化和换热系统、制冷系统和液化精馏 4个主要系统组成。相应的机械设备有空气透平压缩机、空气冷却塔、透平膨胀机和分馏塔等。低压空气分离设备的工作原理建立在液化循环和精馏理论基础上进入的空气先经空气过滤器,而后由透平压缩机空气冷却塔压缩和冷却到压力为0.5兆帕、温度为303K左右,再进入切换式换热器(E1、E2)两换热器能清除空气中的水和,并进行热交换,把空气冷却到接近液化温度(101K)后送入下塔，从下塔抽出一部分空气送到换热器(E2)加热。加热的空气与下塔来的少量冷空气汇合后进入透平膨胀机绝热膨胀，产生需要的冷量，然后被送往上塔精馏。余下的空气在下塔初步精馏。在底部得到含氧38%的液化空气，在下塔的**部得到含氮 **的纯，在中部获得含氮约95%的污。液化空气、纯、污分别从下塔抽出通过节流阀减压到约0.05兆帕，送入上塔作回流液，在此进行*二次深低温精馏,在上塔底部得到含氧99.6～99.8%的高纯度氧气，流经换热器(E4、E2、E1)与空气进行热交换，升温到大气温度后排出塔外。在上塔**部获得含氮99.999%的高纯度，在上塔中部得到含氮约96%的污氮，均经换热器(E3、E4、E2、E1)复热到大气温度后排出装置。位于上、下塔之间的冷凝蒸发器也是一种换热器，它的功用是通过换热，将上塔底部的液氧蒸发，而将下塔的气氮冷凝，故称冷凝蒸发器。液氧蒸发后一部分作为产品输出，其余部分作为上塔精馏所需的上升蒸气。下塔冷凝的，一部分送往上塔作上塔回流液，另一部分作为下塔精馏所需要的回流液。因此，冷凝蒸发器是使上、下塔能起精馏作用的不可缺少的设备之一。除上述主要设备外,冷箱内还有吸附器,它能吸附未被冻结在换热器(E1、E2)中的杂质和易爆物质。箱内还设有液氧泵，使液氧循环流动和清除致爆物质，以保证设备的安全运转。在低温下工作的换热器、塔、液氧泵和透平膨胀机等都装在填充有绝热材料的冷箱内，以减少冷量损失。出冷箱的产品氧气和，再送往储存系统和透平压缩机内升压到需要的压力后供用户使用。
空分设备
air separation plant
将空气液化、精馏、较终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，简称空分设备。它的较低工作温度为 77K。空气是气体的混合物，干燥空气的组成见表1[干燥空气的组成]。
分离设备流程
1、空气分离设备流程冻结法净除水分和CO2。空气在冷却过程中，水分和CO2在换热器通道内析出、冻结；经一定时间后将通道切换，由返流污体将冻结的杂质带走。根据换热器的型式不同，又分为蓄冷器和板翅式切换式换热器。这种方式切换动作频繁，启动操作较为复杂，技术要求高，运转周期为1年左右；
2、空气分离设备流程按分子筛吸附净化流程。空气在进入主换热器前，已由吸附器将杂质净除干净。吸附器的切换周期长，使操作大大简化，纯氮产品量不再受返流气量要求的限制，运转周期可达两年或两年以上，受到越来越广泛的应用。
工作原理编辑
空气分离设备
空气分离设备
变压吸附制氮（简称PSA制氮）是一种**的气体分离设备，以优质的碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的。氧、氮两种气体在分子筛表面上的扩散速率不同，直径较小的气体分子（O2）扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔，直径较大的分子N2扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。利用碳分子筛对氮和氧的这种选择吸附性差异，当压缩空气通过碳分子筛吸附塔时，氧在吸附相富集，氮在气体相富集，可使氧氮分离，在PSA条件下连续制取。
优势
成本低：PSA是一种简便的制氮方式，开机后几分钟产生，成本**深冷法空分制氮；
选用优质进口碳分子筛：具有吸附容量大，抗压性能高，使用寿命长；
技术力量和售后服务：设备集装箱化，现场安装时，
空气分离设备
只需连接气源，电源；
优良的电气和机械装配技术，提供连续性技术服务，负责现场调试及培训工作；
低能耗：采用*特的吸附塔、布气系统、碳分子筛装填工艺，并针对不同要求的制氮机选用不同工艺和不同型号的优质碳分子筛，使吸附塔体积缩小，空气消耗量降低，从而合使能耗降低；
智能化：采用人性化的人机界面，智能化控制，您所做的只是按一下按钮，就能源源不断的供应所需的，解决您外购及搬运气瓶的烦恼；
个性化；为特殊客户量身定做，*纯化装置，也可直接制取纯度为99.999%的高纯；
模块化：采用*有国家**技术的模块化结构，设备结构清晰流畅，紧凑美观，具有较大的灵活性，便于未来系统扩容，降低投资成本；
**命：采用*有的气流控制技术和分子筛装填技术，较大限度的减小气流对分子筛的冲击，降低分子筛的磨损，寿命较长。
空气分离设备-变压吸附制氮装置主要技术指标
产量1~2000Nm3/h
露点：-40℃~-60℃
纯度：95~99.999%
出口压力：≤0.6MPa
压缩空气：压力≥0.8MPa
工艺流程
其工艺流程为中压带透平膨胀机的克劳特循环。空气从大气中吸入空压机，被压缩到所需的压力，再经末级冷却器冷却后进入氟里昂预冷机组，被冷却至5℃左右进入纯化器，在其中除去水份、、碳化合物等物质，进入分馏塔。经纯化后的压缩空气进入分馏塔的主换热器（上），与主换热器（下）来的氧、氮及馏份气进行热交换后经节流阀与膨胀机出来的冷空气会合于下塔底部的蒸发器，在下塔进行传热、传质过程。液空在下塔预分后，再节流到上塔进一步分馏，在塔**得到纯，上塔中部抽出之馏份气经上换热器回收冷量后作为纯化器再生吹冷用，产品纯通过管道输往用户。产品氧气在输氧管路旁接水封器后导入储气囊通往氧压机。

空分生产工艺流程
空分生产工艺流程

原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机，经压缩机压缩到约0.62MPa(A)，然后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔和氨蒸发器冷却后的水。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。

经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的、碳化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。纯化器的切换周期约为480分钟，定时自动切换。

净化后的空气分成二股。一股空气进入低压板式换热器，被返流污冷却后直接进入下塔。

另一股空气去增压空压机，这股空气分成三部分：**部分为仪表空气和工厂空气，经过增压空压机**级压缩冷却后送入仪表空气管网；*二部分空气经增压空压机**段增压后进入膨胀机的增压风机中增压，然后被冷却器冷却至常温后进入高压板式换热器，再从板式换热器下部抽出进入膨胀机去膨胀。膨胀后的空气送入下塔。*三部分空气在增压空压机的*二段继续增压，经冷却后进入高压板式换热器，用来与高压液氧换热。高压空气经节流后进入下塔。

空气经下塔初步精馏后，获得液空、纯和污，并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。另在上塔底部抽取液氧送入液氧贮槽备用。

从下塔**部得到压力，经低压板式换热器复热后出冷箱，压力为0.4MPa。

从上塔**部抽取的低压送入低压管网。另抽取送入贮存系统。

从上塔上部引出污经过冷器、高压板式换热器和低压板式换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器，作为分子筛再生气体，其余污去水冷塔。

从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为二段，*二段粗氩塔底部的回流液体经液氩泵加压后送入**段**部作为回流液；氩馏份经粗氩塔精馏得到粗氩，并送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏后在塔底部得到99.999%Ar的精液氩。在y-x图中P3>P2>P1。当压力愈低时，等压线离y=x的对角钱就愈远，表示组分在汽液中相的浓度差愈大，混合物分离就愈容易。

空分行业制氧设备大型化趋势明显
　　从我国空分设备大型化、气体外包化的发展趋势明显，近两年来，国内空分气体市场从小到大，发展迅速，**大规模、大规模空分设备技术的不断发展，以及下游需求领域工业气体外包市场不断完善，为我国空分行业创造了新的发展空间。

　　千讯行业研究认为，我国空分行业的设备大型化、气体外包化趋势明显，目前空分行业发展模式正在从设备制造商向气体产品供应商的方向转变，未来下游领域空分气体外包成为行业主流企业转型趋势。

　　2008年之前，国内运行的6万等级空分设备全部依赖进口。**上能够生产6万-10万等级以上空分装置的也只有德国林德公司、法国液空公司、美国APCI公司等少数几家企业。目前杭氧集团在空分设备的研发方面，实现了8-12万等级空分成套和新技术应用上的突破，已经从原有的六万等级空分拓展到八万至十二万等级，完成了大型、**大型空分设备的设计、制造，并**了成套设计计算技术、关键配套系统和部机的设计和制造等**自主技术，通过技术创新和研发赢得了未来发展空间，该企业空分设备凭借技术优势在大型空分设备市场的市场占有率**过40%，直接带动了空分行业设备大型化的发展趋势。

　　目前我国空分行业的主流企业均是以大型空气分离设备制造业务为主导，通过技术创新，开发现有产品的上、下游产品，着重致力于在下游的空分气体领域做进一步延伸，从单纯制造及销**气分离设备转向销**气分离设备和销售工业气体并重，形成空气分离设备、工业气体相互扶持、相互补充的产业经营格局。2012年，杭氧股份**了广西盛隆、南钢、萍钢、内蒙古杭氧宏裕、双鸭山杭氧龙泰、济源杭氧万洋及江西杭氧七个投资项目，合同新增制氧容量26.3万立方米/小时，在空分气体业务方面，杭氧已经投资设立的气体子公司达到22家，合同总投资额50亿元，合同总制氧能力达到70万立方米/小时。已经成为国内工业气体市场的主要竞争者之一。

　　**上主要的气体产品供应商均是由空气分离设备制造企业发展而来。近些年来，国内的一些大型空分设备企业也纷纷转型开展供气业务，其市场占有率逐年增加。空气分离设备制造企业从事气体产品的销售业务，具有设备制造、运营管理和客户资源等多方面优势，同时，气体产品的销售业务现金流稳定，具有很强的区域垄断性，我国空分行业发展模式正在从设备制造商向气体产品供应商的方向转变。



　　根据行业研究发布的《2013-2019年中国空分行业市场前景调查分析报告》显示，我国空分行业设备大型化、气体外包化趋势明显，我国空分行业发展模式正在从设备制造商向气体产品供应商的方向转变。

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