空分设备：深冷技术六讲

空分设备是用作空气分离时的必要装置，主要应用在氧气的生产中。 自1902年制成第一套空分设备以来,已近一个世纪,空分设备的发展由小型到大型,由单一产品到多种产品,由人就地操作到远距离操作,以及用计算机控制操作。 第一讲空气的冷却与液化 本讲主要介绍空气的性质、热力学的一些概念、空气的冷却方法;着重介绍节流和对外作功的绝热膨胀产生的温度变化。 第二讲空气分离与空分设备流程 本讲介KFS-120型、11－800型、150型、50型、全低压型等典型工艺流程,并介绍了工艺流程中制冷、杂质净除、精馏、换热等系统的组织。 第三讲空气净化设备 本部分为机械杂质的净除,讲了过滤器捕集尘粒原理、过滤器的性能指标、过滤器的分类,并介绍了拉西哥环式、干带式、袋式、膨胀机前后等的过滤器。 本部分为空气中水份的净除。讲了吸附法干燥空气;吸附剂的种类和性能;吸附原理;固定床吸附;吸附剂再生;吸附容量;吸附器;吸附法净化空气的进展。 本讲为空分设备加工空气中二氧化碳的净除。采用的方法是:①化学法,②吸附法;③过滤法;④冻结法,并简述了它们在空分流程中的应用。 第四讲换热器 本讲为空分设备可逆式换热器中CO2和H2O自清除原理。讲了H2O和CO2的析出温度区域;自清除条件;冷热气体之间的传热温差,以及达到的两种方法:中抽法、环流法。 本部分讲述空分设备爆炸部位与因素,空分设备中的危险杂质、主冷内危险杂质的积聚情况、空分设备中的引爆源。 本讲为空分设备中的防爆措施。主要有采用液相、气相吸附净除碳氢化合物;采用排放液氧排除主冷液氧中的碳氢化合物;以及爆炸危险杂质的控制。 第五讲精馏设备 本讲为精馏设备之填料塔。讲述了填料塔塔内液体的分布、流体动力学特性、填料层操作特性、填料、填料支承板、液相喷淋装置、液相再分配装置。并简介了用于空气精馏的填料塔。 本讲为精馏设备之“筛板塔(上)”。讲述了筛板塔的构造(筛孔、液体流动型式、板间距、溢流装置、林德筛板),以及有降液管筛板的性能(塔板上的气液结构、压降、液面梯度、筛板的操作、负荷性能图),汇列了一些空分设备精馏塔的技术规格。 本讲为三部分,一为筛板塔(下),讲述了50、150、10000m3/h空分设备的空气精馏塔;二为泡罩塔的结构与操作;三为浮阀塔的结构与特点。 第六讲向心透平膨胀机 本讲介绍透平膨胀机的各种损失、效率与i－s图上的膨胀过程,以及特性曲线。 本讲为透平膨胀机热力计算举例,主要讲述喷嘴流动参数、工作轮进出口速度、喷嘴及工作轮基本尺寸、工作轮出口截面尺寸及状态、扩压器出口截面尺寸及状态的计算与确定。 讲述了透平膨胀机的制动方法(电机与风机)、制冷量调节(节流调节及多台机组复合调节、转动喷嘴叶片调节)、典型膨胀机系统(气体轴承风机制动与油轴承增压风机制动),以及透平膨胀机的操作特点。