近年来，用KL一15型制氧制氮车生产氧、氮气
的制氧站，生产氮气的任务越来越大。根据KL一15
型制氧制氮车的操作说明书和有关教材，制氧站长
期按“先制氧后制氮”的方法完成生产任务。分析
了KL一15型制氧制氮车的工艺流程以及生产氧、氮
过程中空气在精馏塔内的精馏特点后，笔者发现，
采取“先制氮后制氧”，要比“先制氧后制氮” 更
加合理。
1 “先制氮后制氧”的优点
所谓“先制氮后制氧”，就是在制氧制氮车启
动后直接进入制氮工况，在完成制氮任务后，再转
入制氧工况。
1．1 减少冷量损失，缩短起动和转换过程的时间
KL．15型制氧制氮车采用筛板精馏塔，其工艺
流程见图1。
图1 KL-15型制氧制氮车工艺流程简图
设备在制氧工况时，废气从精馏塔的上部排
出，塔内蒸气总量约占进塔加工空气量的85％。
蒸气自下而上穿过筛孔板的小孔，经液体鼓泡而
上，塔板上的液体被托持，按照一定的线路从塔板
上流过，经溢流斗逐层往下流动，塔板上保持一定
高度的液体层。
设备在制氮工况时，废气从精馏塔的下部排
出，沿塔板上升的蒸气总量等于被回热式制冷机液
化的气量，不超过进塔加工空气量的4o％。上升
蒸气量的减少，使蒸气穿过筛孑L板的4,：fL时，不能
托持塔板上的液体，液体从塔板的筛孑L逐层往下淋
降，塔板上的液层减薄。在制氧工况转制氮工况操
作时出现的蒸发器液面迅速上升的现象，证明了以
上分析的正确性。
综上分析， “先制氮后制氧”可以减少冷量损
失，缩短设备起动和工况转换过程所需的时间。
(1)由于制氮时塔板上的液层高度比制氧时薄
得多，使设备启动所需的时间相应缩短。经过比
较，KL-15型制氧制氮车直接制氮所需的起动时
间， 比直接制氧缩短40min 1h。
(2)当设备进入制氮工况转制氧工况时，塔板
上的液体层逐渐增高，蒸发器内的富氧液体蒸发，
氧的纯度很快提高(相当于短时间临时停车后的再
起动)。因此，制氮工况转制氧工况时不需要排放
蒸发器内的液体，不浪费塔内冷量，并且简化了操
作，转换过程所需的时间也相应缩短。
1．2 减少冷量需求的反复。提高回热式制冷机运
转稳定性
从制氧制氮设备的冷量需求分析，设备在起动
阶段是制冷过程，冷量需求量最大；而在生产气态
产品阶段是补冷过程，冷量需求量减少。KL-15型
制氧制氮车的主要任务是生产气态氧和气态氮，在
生产氮气时，为了改善空气在塔内的精馏过程和提
高氮气产量(氮气产量一般可达到25IrI3／h)，KLl5
型制氧制氮车对冷量的需求量要比生产氧气时
大。
KL．15型制氧制氮车用于提供冷量的机组是回
热式制冷机，调节制冷量的基本方法是提高或降低
回热式制冷机工作腔内介质的平均工作压力，即排
放或补充氢气。如果设备按照“启动一生产氧气一
生产氮气”的工况运转，对回热式制冷机的操作要
求则是：增大制冷量(额定平均工作压力)一降低
制冷量(排放部分氢气，降低平均工作压力)一增
大制冷量(补充氢气，提高到额定平均工作压力)；
如果设备按“启动一生产氮气一生产氧气”的过程
运转，对回热式制冷机的操作要求则是：增大制冷
量(额定平均工作压力)一保持制冷量不变一降低
制冷量(排放部分氢气，降低平均工作压力)。可
见，后者减少了生产氮气时向回热式制冷机补充氢
气的过程，有利于提高回热式制冷机运转的稳定
性，并且减少氢气耗量。
2 操作方法
2．1 设备起动转制氮工况的操作
(1)在设备启动阶段进入冷却切换式换热器
时，打开通一2阀和旁通阀，适当关小放气阀，增
加进塔空气量(气泡泵液面升高时适当开通一11
阀)，并保持蒸发器液位稳定。切换式换热器冷却
结束时，蒸发器液位应不低于10 15era。
(2)切换式换热器冷却完毕，转入正常工作
时，按制氮要求开启或关闭阀门。
(3)在打开通一5阀的同时开大吹一2阀，通
一5阀与通一2阀配合调节，并保持蒸发器液位稳
定。
(4)当贮液器内的液氮液位达到一定高度时，
冷却液氧泵，氮气纯度合格后充瓶。
(5)进入正常制氮工况操作。
2．2 制氮工况转制氧工况操作
(1)开启节一1阀和通一1阀，关闭节一2阀、
通一2阀、通一5阀及吹一2阀。
(2)停止液氧泵运转，排净贮液器内的液氮。
(3)适当降低回热式制冷机的平均工作压力，
使蒸发器内的氧纯度迅速提高。
(4)进入正常制氧工况操作。
3 注意事项
除了上面介绍的操作方法外，还要注意以下这
几个问题。
3．1 控制蒸发器液位
控制好蒸发器富氧液体的液位高度并保持稳
定，是确保氮气生产过程中精馏塔工况和氮气纯度
稳定的关键。蒸发器液位控制应注意以下两点；①
蒸发器液位高度的确定，应当以保持加工空气进塔
前和进塔后的压力稳定(切换前后波动小)为前
提；②调节蒸发器液位高度时，应确保通一5阀有
一定的开度，正常制氮时调节蒸发器的液位，应当
以调节通一2阀为主。
3．2 控制加工空气量
制氮时，蒸发器内的富氧液空温度低，空气冷
凝加强，会影响到进塔前、后加工空气的压力，这
时，除控制好节一2阀的开度外，还要控制好加工
空气量(通常加工空气量不少于制氧工况)，确保
切换阀和切换式换热器正常工作。
3．3 防止吹一2阀被冻死
吹一2阀在制氮工况时的作用是排放贮液器内
蒸发的氮气，确保贮液器压力稳定，从而使经通一
5阀控制进入贮液器的液氮流量稳定。吹一2阀是
※ ※
常温截止阀，长时间排放低温气体容易使阀杆冻
死，当设备在转入制氧操作时关闭困难。因此，制
氮时应采取防止吹一2阀被冻结的措施，加强阀杆
与密封填料处的保护。最简单的方法是在阀的手柄
和密封填料部分用一只小塑料袋包扎密封，有条件
时，改用低温截止阀做吹一2阀。
3．4 正确控制制冷量
制氮工况转制氧工况时不能开液氧泵，降低回
热式制冷机的平均工作压力应以制冷机的实际产冷
量为依据正确控制制冷量。