空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，按

照各组分蒸发温度的不同将空气分离。双级精馏塔在上塔顶部和

底部同时获得纯氮气和纯氧气；也可以在主冷的蒸发侧和冷凝侧

分别取出液氧和液氮。精馏塔中空气分离分为两级，空气在下塔

进行第一次分离，获得液氮，同时得到富氧液空；富氧液空被送

向上塔进行精馏，获得纯氧和纯氮。上塔又分为两段:以液空进料

口为界，上部为精馏段，精馏上升气体，回收氧组分，提纯氮气

纯度，下段为提馏段，将液体中的氮组分分离出来，提高液体的

氧纯度。

工艺流程

1、空气压缩：空气被空气压缩机压缩至0。5~0。7Mpa；

2、预冷：空气在预冷机组中预冷到5℃~10℃，并分离水分；

3、纯化：空气在分子筛纯化器中清除剩余水分、二氧化碳和碳氢化合物；

4、空气膨胀：空气在膨胀机中膨胀制冷以及提供装置所需的冷量；

5、换热：空气在分馏塔住换热器中与返流的氧气、氮气、污氮气进行换热，被冷却接近液化温度并把返流的氧气、氮气、污氮气反复热到环境温度；

6、过冷：氮气在过冷器中过冷节流前的液空和液氮；

7、精馏：空气在精馏塔中进行精馏分离，在上塔顶部获得产品氮气，在上塔底部获得产品氧气。

制氮参数

氮气流量：

1—6000Nm3/h（可调）

氮气纯度:97%—99.9999%（可调）

氮气压力：

0.05—0.8MPa（配增压机可增压至客户需要压力）

露

点：

-40至-70℃

制氧参数：

氧气流量：

1—3000Nm3/h（可调）

氧气纯度：

25%—99.6%（可调）

氧气压力：

0.05—0.8MPa（配增压机可增压至客户需要压力）

露

点：

-40至-70℃

空气液化的原理是什么

深冷制氮的典型工艺流程整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成。空气压缩及净化空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，然后送入空气冷却器，降低空气温度。再进入空气干燥净化器，除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。空气分离净化后的空气进入空分塔中的主换热器，被返流气体（产品氮气、废气）冷却至饱和温度，送入精馏塔底部，在塔顶部得到氮气，液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气，冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液，另一部分作为液氮产品出空分塔。由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量，膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用，然后经消音器排入大气。液氮汽化由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存，当空分设备检修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道。深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。

因节流膨胀及膨胀机膨胀的温降有限，那么空气在空分设备中是怎样被液化的呢：在空分装置中要实现氧氮分离，首先要使空气液化，这就必须设法将空气温度降至液化温度。空分塔下塔的绝对压力在0．6MPa左右，在该压力下空气开始液化的温度约为零下172度，因此，要使空气液化，必须有一个比该温度更低的冷流体来冷却空气。我们知道，空分设备中是靠膨胀后的低温空气来冷却正流压力空气的。空气要膨胀，首先就要进行压缩，压缩就要消耗能量。空气膨胀可以通过节流膨胀或膨胀机膨胀。但是，这种膨胀的温降是有限的。对20MPa、30摄氏度的高压空气，节流到0.1MPa时的温降也只有32度。空气在透平膨胀机中从0.55MPa膨胀至0.135MPa的温降最大也只有50度，还远远达不到空气液化所需的温度。空分设备中的主热交换器及冷凝蒸发器对液体的产生起到关键的作用。主热交换器是利用膨胀后的低温、低压气体作为换热器的返流气体，来冷却高压正流空气，使它在膨胀前的温度逐步降低。同时，膨胀后的温度相应地逐步降得更低，直至最后能达到液化所需的温度，使正流空气部分液化。空分设备在启动阶段的降温过程就是这样一个逐步冷却的过程。膨胀后的空气由于压力低，所以在很低的温度下仍保持气态。例如，空气绝对压力为0.105MPa时，温度降至零下190度也仍为气态。它比正流高压空气的液化温度要低。对于小型中、高压制氧机，在启动阶段的后期，在主热交换器的下部，就会有部分液体产生，起到液化器的作用；对于低压空分设备，另设有液化器，利用膨胀后的低温低压空气来冷却正流高压(0．6MPa左右)低温空气，使之部分液化。同时，冷凝蒸发器在启动阶段后期也起到液化器的作用。膨胀后进入上塔的低温空气在冷凝蒸发器中冷却来自下塔的低温压力气体，部分产生冷凝后又节流到上塔，进一步降低温度，成为低温、低压返流气体的一部分，使积累的液体量逐步增加。

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