首页 >> 行业知识 >> 制氮技术问题解答(四则)

1. 问: 如何根据某空分设备的加工空气量
(标态)确定空压机的吸入流量?如何选型?
答:不管什么样的空分设备,只要根据产量就
可计算出空分设备的加工空气量(标态、干空气),
但需结合当地的大气条件如温度、压力和相对湿
度,才能准确计算出空压机吸入状态的流量。因为
一般小型空压机采用活塞式,工作时气缸的活塞来
回运动,每次吸人、排出的气体容积流量几乎不
变;可是质量流量随着大气的温度、压力及相对湿
度的变化而改变。在给定的大气条件下,大气温度
一般为当地最高温度月的平均值,相对湿度也为最
高月平均值,大气压力一般按当地海拔高度来确
定。考虑了这三方面的因素,就可计算出空压机的
吸人流量(吸气量),再根据空压机制造厂的样本
选择合适的空压机。空压机的排气量,通常指
20cI=、0.101325MPa(绝压)时的流量。
下面举例说明。如一套低压返流膨胀的
180m3/h空分设备,氖提取率为80% ,纯化器的切
换、气体轴承的^1Il承 和密封气、空压机的吹除气
及仪表空气等的损失约为加工空气量的5% ,大气
压力为标压,大气温度取30% ,大气相对湿度取
75%,则空压机的吸气量计算如下:
(1) 确定分馏塔的加工空气量(0cI=、
0.10135MPa,干燥):
= = =1070m3/h
加一 Y 4 n 一 20 95 X 0 8
. .

式中:I,o为产品氧流量;Y。为产品氧纯度;Y
为空气中氧含量; 为氧提取率。
(2)再考虑切换、吹除、轴承气等损失约
5% ,则空压机排量:
V压= 1.05 V =1124 m=l/h
(3)考虑大气相对湿度的影响,换算到空压机
的吸人流量。加工空气的含湿量:
r门P
。 0-622 0-622
:! : ~0 02
0.103—0.75 X 0.00433~
式中: 为空气的相对湿度;P 为加工空气压
力,0.103MPa;P 为30% 时饱和水蒸气分压力,
0.00433MPa。
再考虑吸气温度为30% 时,空压机吸人流量
(0.101325MPa,湿空气>:
吸= · · 南= 24×历303×
1231m3/h
同理,吸气温度为20% 时,空压机吸人流量
为1273m3/h(0.101325MPa,湿空气)。
可选择柳二空的vw.22/7型V型二级无润滑
空压机. 由于该空压机实际排量:22 X 60=
1320m3/h
, 故180m3/h空分设备实际产量180 X
= 193m3/h。
中国空分设备公司(退休) 陈锡顺
2.问:在起动阶段空分设备下塔液氮回流阀
如何操作?
答:下塔液氮回流阀的作用是使下塔上升到冷
凝蒸发器冷凝的液体回人下塔。而空分设备刚起动
阶段,塔内温度很高,冷凝蒸发器不会产生液体。
若冷凝蒸发器没有设置下塔液氮回流阀或这个阀全
开,下塔的气体未经过冷凝蒸发器氮气通道,直接
由液氮节流阀进入上塔,主冷板式单元的冷却,只
有靠打人上塔的液空,所以起动时间会延长。
为了加快主冷板式单元的冷却,在空分设备起
动初期,全关液氮回流阀,全开液氮节流阀,强制
下塔的空气先进入主冷板式单元再进入塔,使冷凝
蒸发器从膨胀机起动后就得到冷却。这样,既可减
少设备的热应力,又可以充分发挥膨胀机高温下的
制冷潜力,从而使起动时间缩短。
当冷凝蒸发器产生液氧时,说明冷凝蒸发器已
接近正常工作温度。为了加速液氧的积累,把液氮
节流阀逐渐关小,直到全关。下塔上升到主冷的气
体冷凝后积累在氮气格,与周围液氧温度相近,液
氧能迅速地积累起来。
当冷凝蒸发器液氧液面达到正常工况液氧液面
高度的80%左右,应逐步缓慢打开下塔液氮回流
阀。打开的原则是不使下塔阻力激剧增加,分多次
打开,直至液氮回流阀全开,使进入下塔的空气量
增多,加速液体的积累。
下塔液氮回流阀打开后,主冷液氧液面继续上
升,可逐步打开液氮进上塔节流阀,同时用该阀来
控制下塔液空液氮的纯度,使下塔液空、液氮纯度
达到最佳工况。
3.问:为什么空分设备下塔液氮回流阀起动
初期要全关?而正常运行时要全开?
答:起动初期下塔液氮回流阀通过的是气体,
如果不把它关闭,下塔空气直通上塔,冷凝蒸发器
得不到冷却。为了加速对主冷板式单元的冷却,把
该阀关掉,使下塔空气先通过主冷板式单元再进入
上塔,同时使主冷板式单元得到充分冷却。
正常工况下通过下塔液氮回流阀的是液体,在
安装时就考虑到主冷回人下塔的液氮管有2m以上
“u”形液封管,只允许液体往下流,不允许气体
往上窜,也就是说通过主冷板式单元的阻力远远小
于液封管的阻力。空分设备投入运行后,有没有这
个阀门都没有关系。
有的企业操作时用这个阀来控制下塔的回流
液,实际上这是不可能的。从物料平衡的理论来
讲,进下塔的空气总量应等于液空和液氮排出量之
和,否则就失去平衡。送人上塔的液空、液氮量一
定时,关小或开大下塔液氮回流阀对下塔回流液的
流量都不会起作用。若把下塔液氮回流阀关得过
小,而送人上塔的液氮量不变,液空量必定减少,
减少部分的液体在主冷板式单元积累,积累到一定
程度会使主冷传热面积减少,从而使液氧蒸发量减
少,下塔回流比减少,使上、下塔精馏工况变坏。
因此,正常情况用该阀来控制下塔回流液是不
行的。
下塔液氮回流阀只有在积液末期才打开,而且
要适度控制,缓慢打开。因为在此期间,主冷板式
单元内积累的液体不能一下子回人下塔,若过快地
打开该阀,会使下塔阻力激剧上升,液体在塔板上
悬浮,造成液悬。当主冷板式单元内没有积聚的液
体后,应把主冷产生的液体除了送上塔外,全部通
畅地送人下塔,不必用该阀来控制下塔的回流液。
4. 问:如何消除空压机冷却器内结垢?
答:空压机冷却器长时间使用后,冷却水中的
钙、镁等重碳酸盐类物质会在其中形成水垢,水垢
会影响冷却器正常的传热,使空压机进、排气温度
升高,空气不能被冷却到预定的温度,直接影响到
生产成本,甚至影响到安全运行。所以,根据具体
情况应制订出定期清洗水垢的计划。
清洗水垢的办法有两种:一是机械方法,也就
是物理清除法;另一种是化学法。
机械方法用铁丝刷或用铁丝扎布条在管内来回
地拖动,把管内的水垢消除掉。
化学法,就是根据水垢一般为碱性物质的特
点,用稀盐酸把水垢溶解掉。但是酸的含量不能太
高,否则会腐蚀金属。具体清洗方法是:先制作稀
盐酸溶液,将5~10kg盐酸加入100kg水中,稀盐
酸槽放在冷却器最底部,底部接一个皮管到小水
泵,水泵与清洗的冷却器通道构成回路循环。水泵
开动后用稀盐酸溶液进行循环清洗,一般清洗6h
左右。若是冬季清洗,可把溶液加热到7O~8O℃,
以加快清洗速度,提高清洗效果。稀盐酸溶液清洗
后,排除液体,然后用清水冲洗。为了防止酸性腐
蚀,可再用5% 的苏打溶液循环清洗lOmin,最后
用清水冲洗干净。