空分操作基础知识培训.ppt

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1、空分操作基础知识培训编写：贺智林一、空分装置：采用低温精馏法从空气中将氧、氮、氩等气体分离出来的装置；二、氧、氮、氩在国民经济产业链中的用途：氧气在冶金工业中的作用——节能提高产量和质量环保电炉用氧：可以加速炉料的融化杂质的氧化提高产量和质量电炉吹1m3标态氧节电5-10kw.h转炉炼钢法（LD法）：吹入高纯氧，与碳、磷、硫、硅等元素发生氧化反应，降低钢的含碳量，清除了磷、硫、硅等杂质，利用反应热来维持冶炼过程所需要的温度；冶炼时间短，产量高；吨钢耗氧：50-60m3；高炉富氧鼓风：可显著降低焦比，提高产量；富氧浓度

2、24-25%；炼铁采用还原法（COREX）新工艺取代高炉炼铁，单位投资可降低20%，成本下降20-25%，不需要焦炭，废水废气排放减少，利于环境保护；吨铁耗氧：550-650m3；有色冶金为节能增产，发展自热冶炼，综合利用和保护环境，正在推广氧气冶炼法；氧气与化工：包括化工工艺用氧、化肥工业用氧、煤化工用氧；氧气与机械制造、机械加工：切割、焊接用氧；纯氧曝气工艺污水处理：通过好氧微生物对污水中的有机物进行生化反应使污水得以净化。氮气用途冶金工业：连铸、连轧、钢材退火的保护气；转炉顶底复合吹氮炼钢，转炉炼钢的密封，高炉

3、炉顶的密封，高炉炼铁煤粉喷吹用气等。电子工业：大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元件处理的氮气源。金属加工：光亮淬火、光亮退火、渗氮等热处理的氮气源；焊接及粉末冶金烧结过程中的保护气等。化肥工业：氮肥原料；置换、密封、洗涤、保护触媒等用气。食品保鲜：粮食、水果等充氮贮藏与保鲜；肉类、乳酪保鲜包装；化学工业：置换、清洗、密封、检漏、干法熄焦中的保护气；催化剂再生、石油分馏、化纤生产等用气。氩气用途：氩气是目前工业上应用很广的稀有气体。对特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时，往往用氩作为焊

4、接保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。在金属冶炼方面，氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施，每炼1t钢的氩气消耗量为1～3m3。此外，电子工业中也需要用氩作保护气。随着中国工业化进程深入和对环境保护、节能越来越重视，制氧行业在中国的发展前景广阔；第一章空分基础知识介绍：一、氧气的生产方法：化学法——将氧化物在一定条件下分解，放出氧气；能耗大、产能小，只适应于实验室。变压吸附法（PSA法）——基于分子筛对空气中氧氮组分选择性吸附而使空气分离获得氧气。此法氧提取率低，但流程简单，常温运行，可在用氧现场快速便捷获取氧气。电解法

5、——以水为原料将水电解而生产氧气。在电解槽的水中通入直流电，使水电离，氧积聚在阳极，氢积聚在阴极，每制取1m3氧同时可制取2m3氢气；空气分离法：以空气为原料，将氧氮组分分离而得到氧气、氮气；低温法——此法将空气压缩、冷却、净化、换热，进而使空气液化，在精馏塔中利用氧氮组分沸点不同，使气液接触，进行质、热交换，从而获得高纯氧和高纯氮。此法产量大、能耗低，在工业上得到广泛利用。二、气体知识介绍：物质通常以气、液、固三态存在，每种物质在不同的温度压力条件下可处于其中任一状态。气体的基本状态参数：温度——表示物质冷热程度；

6、温度的数值通过温标实现；---温标确定了温度的0点和单位；---常用温标介绍；摄氏温标（t）——分度的方法规定在标准大气压下水的冰点为0度，沸点为100度，把汞在这两点的液柱长度分为100等分，每一等代表1度。热力学温标（K）——又称绝对温标，分度的方法规定在标准大气压下水的三相点为273.16度，沸点与三相点间分为100格，每格代表1度，把-273.16度定为绝对零度。仪表所显示的温度均为摄氏温度，而工程计算必须采用绝对温标；两者换算关系：t=K-273.16K=t+273.16压力——单位面积上的作用力，压力的方

7、向总是垂直于容器的器壁；---常用单位介绍；标准大气压（atm）:温度为0度时，纬度45度海平面上大气的平均压力。工程大气压（at）：工程技术上常用的压力单位，指1cm2面积上作用1kg力而产生的压力；kg.f/cm2；国际单位：1m2的面积上1N的力而产生的压力，记作Pa（帕）换算关系：1atm=1.013*105Pa1at=0.981*105Pa1mmH2O=9.81Pa1bar=105Pa绝对压力：容器内气体对容器壁的实际压力；表压力：容器内气体实际压力高于大气压力的值；真空度：容器内气体实际压力低于大气压力的

8、差值；换算：P绝=P表+P大气P绝=P大气-P真空度仪表显示均为表压，实际计算均用绝对压力；质量体积：质量体积——单位质量的气体所具有的容积；用“v”表示；单位：m3/kg;气体密度：单位容积的气体质量，称气体的密度；用“ρ”表示；单位：kg/m3；气体在不同的压力、温度条件下，拥有不同的质量体积和密度；气体基本定律——气体状态发生变化时，气体