空分《化工热力学》
化工热力学精ppt课件
利用纯物质在临界点附近的特殊性质，通过一 些经验公式或图表，估算其在其他条件下的热 物理性质。
混合物热物理性质预测方法
基于组分的加权方法
根据混合物中各组分的摩尔分数或质量分数，采用加权平均的方法 预测混合物的热物理性质。
基于活度的预测方法
引入活度系数来描述混合物中组分间的相互作用，通过活度系数与 纯物质性质的关联，预测混合物的热物理性质。
01
夹点技术
通过优化换热网络，降低能源消耗。
热泵技术
利用外部能源，提高低温热源的品 位，实现能量的升级利用。
03
02
热集成
将多个操作单元集成在一起，提 高能源利用效率。
04
节能技术与措施
改进工艺和设备
采用先进的生产工艺和设备，降低能源消耗。
设计优化方法
通过选择合适的萃取剂、优化萃取塔结构、改进操作条件 等方式，提高萃取过程的分离效率，降低能耗和投资成本。
案例分析
结合具体萃取案例，分析热力学原理在萃取过程设计中的 应用，以及优化方法对提高萃取效率的作用。
其他分离过程热力学原理简介
01
02
结晶过程热力学原理
利用物质在溶液中的溶解度随温度、压 力等条件的变化而变化的性质，实现物 质的分离和提纯。结晶过程涉及相平衡、 传热等热力学基本原理。
封闭系统
与外界有能量交换但没有物质交换的系统。
开放系统
与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
热力学基本定律
热力学第零定律
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。
《化工热力学》(第二、三版-陈新志)课后习题答案
第1章绪言一、是否题3. 封闭体系中有两个相。
在尚未到达平衡时，两个相都是均相敞开体系；到达平衡时，那么两个相都等价于均相封闭体系。
〔对〕4. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
〔对〕5. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
〔错。
还与压力或摩尔体积有关。
〕第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程一、是否题2. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。
〔错。
可以通过超临界流体区。
〕3. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。
〔错。
假设温度也大于临界温度时，那么是超临界流体。
〕4. 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z<1。
〔错。
如温度大于Boyle温度时，Z＞1。
〕7. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。
〔错。
纯物质的三相平衡时，体系自由度是零，体系的状态已经确定。
〕8. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。
〔错。
它们相差一个汽化热力学能，当在临界状态时，两者相等，但此时已是汽液不分〕9. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。
〔对。
这是纯物质的汽液平衡准那么。
〕10. 假设一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。
〔错。
〕11. 纯物质的平衡汽化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零。
〔错。
只有吉氏函数的变化是零。
〕12. 气体混合物的virial系数，如B，C…，是温度和组成的函数。
〔对。
〕13. 三参数的对应态原理较两参数优秀，因为前者适合于任何流体。
〔错。
三对数对应态原理不能适用于任何流体，一般能用于正常流体normal fluid〕14. 在压力趋于零的极限条件下，所有的流体将成为简单流体。
(错。
简单流体系指一类非极性的球形流，如Ar等，与所处的状态无关。
)二、选择题1. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，那么气体的状态为(C。
《化工热力学》课件
通过改进热力学过程，可以提高产品的质量和产量，提升企业竞争力。
03
02
01
历史回顾
化工热力学起源于工业革命时期，随着科技的发展和工业的进步，逐渐形成一门独立的学科。
发展趋势
随着环保意识的提高和能源需求的增加，化工热力学将更加注重节能减排、资源循环利用和可再生能源的开发利用。
未来展望
总结词：熵增加
详细描述：热力学第二定律指出，在封闭系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更加混乱无序的状态发展。这个定律对于化工过程具有重要的指导意义，因为它揭示了能量转换和利用的限制，以及不可逆过程的本质。
绝对熵的概念
总结词
热力学第三定律涉及到绝对熵的概念，它指出在绝对零度时，完美晶体的熵为零。这个定律对于化工过程的影响在于，它提供了计算物质在绝对零度时的熵值的方法，这对于分析化学反应的方向和限度具有重要的意义。同时，它也揭示了熵的物理意义，即熵是系统无序度的量度。
总结词
化工过程的能量效率是衡量化工生产经济效益的重要指标，通过提高能量效率，可以降低生产成本并减少环境污染。
能量效率是评价化工过程经济性和环境影响的重要参数。它反映了化工过程中能量转化和利用的效率。提高能量效率意味着减少能源的浪费，降低生产成本，同时减少对环境的负面影响。为了提高能量效率，需要采用先进的工艺技术和设备，加强能源管理，优化操作条件。
《化工热力学》PPT课件
xx年xx月xx日
目 录
CATALOGUE
化工热力学概述热力学基本定律化工过程的能量分析化工过程的热力学分析化工热力学的应用实例
01
化工热力学概述
提高能源利用效率
通过优化化工过程的热力学参数，可以降低能耗，提高能源利用效率。
《化工热力学》课程学习指南
《化工热力学》课程学习指南授课专业:化学工程与工艺学时数：72学分数：4一、课程说明《化工热力学》是化学工程与工艺专业本科生的一门重要的专业基础课,也是该专业的主干课程。
本课程是在物理化学等先修课的基础上讲解的，应在学生学过物理化学，经过工厂认识实习，并具备化工过程与设备的知识基础上讲授。
二、课程教学目标培养学生运用热力学定律和有关理论知识，初步掌握化学工程设计与研究中获取物性数据；对化工过程中能量和汽液平衡等有关问题进行计算的方法，以及对化工过程进行热力学分析的基本能力，为后继专业课的学习和进行化工过程研究、开发与设计奠定必要的理论基础。
三、课程教学内容模块第一章绪论教学目标初步认识化工热力学的一些基本概念。
教学内容及学时分配学时分配：10学时教学内容：1、了解化工热力学的范围，化工热力学是如何形成一门专门的学科的，化工工程师要用化工热力学的知识去解决什么问题。
2、弄清一些基本概念(温度、力、能量、功……)的来历和定义，特别是质量与重量，重量与压力，热、功、能的相互关系和相互转换教学重点和难点重点：化工热力学的一些基本概念难点：重量(力)与质量的区别，单位的转换，影响测温正确性的因素教学方法课堂教学与学生课外学习相结合。
课堂教学采用多媒体教学与传统教学相结合，同时上课过程讲解、提问与讨论相结合。
思考题和习题课堂问题与讨论：生活与工程实际中的热力学问题。
小组讨论：《化学工程与工艺专业思想和化工热力学》学习态度问题。
课外学习：1.中国哪位教授与美国教授合作提出的状态方程得到普遍认可。
并谈谈你的感想。
2.请列举热力学方面获诺贝尔奖的科学家及他们的贡献。
等第二章：第一定律及其它基本概念教学目标通过本章学习，掌握热力学第一定律的基本关系和具体应用。
学会使用热力学定律分析和解决问题。
掌握热力学能量的基本分析方法。
教学内容及学时分配学时分配：10学时教学内容：1.证明功与热可互相转换的焦耳实验热与内能能量的不同形式(位能、动能、内能、化学能)基于能量守恒的热力学第一定律热容与比热2.封闭系统与稳定流动过程状态函数与焓第一定律的两种表达式3.热力学状态独立变量与相律4.平衡的概念可逆过程及其必须的条件教学重点和难点重点：封闭系统与稳定流动过程第一定律表达；状态函数与焓难点：稳定流动过程第一定律；能量的可利用程度或品质高低的衡量教学方法课堂教学与学生课外学习相结合。
《化工热力学》-大纲
《化工热力学》-大纲南京工业大学编（高纲号 0698）《化工热力学》大纲一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点《化工热力学》是我省高等教育自学考试化学工程专业（本科段）的一门专业课，是化学工程学分支学科之一。
《化工热力学》课程结合化工过程阐述热力学定律及其运用，是化工过程研究、设计和开发的理论基础。
本课程以“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“微机基础”和“算法语言”等为先修课程。
要求学生在学完“物理化学”，对化工厂有了初步认识（经过化工厂认识实习或化工厂实际工作），并在具备化工过程和设备初步知识（至少学完“化工原理”上册）的基础上进行学习。
本课程学完后，应考者应初步具备运用热力学定律和有关理论知识，对化工过程进行热力学分析的基本能力；应初步掌握化学工程设计和研究中获取热力学数据的方法，对化工过程进行相关计算的方法。
为学习后续课程和从事化工类专业实际工作奠定基础。
（二）本课程的基本要求1、熟悉流体P—V—T关系及其计算，纯物质热力学性质基本关系式和计算方法。
掌握以偏心因子ω为第三参数的普遍化法计算P—V—T数据和焓（H）、熵（S）数据。
掌握剩余性质定义、物理意义、计算方法及在热力学计算中的运用。
熟悉常用的热力学图表。
2、较深入地理解热力学第一定律和第二定律的基本原理。
掌握能量平衡方程，能熟练进行化工厂常见的稳流过程（如换热、流体输送等）的热功计算。
领会理想功、损失功和有效能（火用）等定义、物理意义、计算方法、运用和相互关系，能对化工过程能量利用的合理性进行初步评价。
3、熟悉蒸汽动力循环和制冷循环装置、工作原理和相关计算。
4、领会溶液热力学基本概念。
掌握偏摩尔性质、混合过程性质变化、逸度和逸度系数、活度和活度系数以及超额性质等定义、物理意义、计算方法和运用。
熟悉上述各性质间相互关系，熟悉理想溶液和非理想溶液的热力学特性。
5、熟悉相平衡条件和相平衡判据、相律及应用、完全互溶二元体系相图。
化工热力学教学大纲
《化工热力学》课程教学大纲一、大纲说明课程名称:化工热力学课程名称（英文）：Thermodynamics of chemical engineering适用专业：化学工程与工艺课程性质：专业必修课程总学时：54 其中理论课学时: 54 实验课学时:0学分：3先修课程：物理化学，化工原理二、本课程的地位、性质和任务本课程是化学工程学的重要组成部分，是化工过程研究、开发和设计的理论基础。
本课程是在学生学过物理化学，完成化工厂生产实习，并具备化工过程和设备的知识基础上讲授。
本课程任务是以热力学第一、二定律为基础，研究化工过程各种能量的相互转化及其有效利用，培养学生节约能源、合理利用能源的观点；研究各种物理和化学变化过程中达到平衡的理论极限、条件和状态，为分离过程、化学反应过程提供相平衡和化学平衡数据；使学生掌握热力学性质数据的获取方法，培养学生树立工程观点，养成实事求是、科学严谨的工作作风，提高理论联系实际的工程实践能力；为学习后续课程及毕业后参加实际工作奠定基础。
三、教学内容、教学要求第一章绪论（2学时）教学内容1.化工热力学研究范围和研究方法。
2.化工热力学在化学工业上应用。
3.名词和定义。
教学要求了解：化工热力学及其在化工中应用。
理解：化工热力学研究对象。
掌握：化工热力学研究的特点。
重点与难点重点：化工热力学研究的特点。
难点：通过大量举例使学生深刻认识化工热力学的重要作用。
第二章流体的 PVT 关系（6学时）教学内容1.纯流体PVT关系；P-V 图、P-T 图。
2.真实流体状态方程：维里方程、范德华方程、Redlich-Kwong 方程。
3.状态方程的选用。
4.对比态原理：对比态原理、偏心因子概念。
5.多组分流体的PVT关系。
教学要求了解：流体PVT关系,它是热力学性质的基础。
理解: PVT是可直接测量性质。
掌握: 其它热力学性质由PVT数据计算得到。
重点与难点重点：R-K 方程。
要求学生对此有清楚的了解，掌握其计算方法。
《化工热力学》教学大纲
《化工热力学》教学大纲Chemica1EngineeringThermodynamics一、课程基本信息学时：48学分：3.0考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%中文简介：化工热力学是化学工程学的重要分支之一，与化学反应工程、分离工程关系密切，它是化工过程研究、开发和设计的理论基础。
它是将热力学理论和化学现象相结合，用热力学的定律、原理、方法来研究物质的热性质、化学过程及物理变化实现的可能性、方向性及进行限度等问题。
课程的重点在于能量和组成的计算，主要包括P-V-T关系、逸度、活度、相平衡，并且还有部分工程热力学的内容，如热机原理、制冷原理及其相关计算等。
二、教学目的与要求化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。
化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。
本课程的任务是概括、深化热力学的基本定律和有关的理论知识，研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用，研究各种物理化学变化过程达到平衡的理论极限、条件或状态，从而使学生获得巩固的专业理论基础知识，培养和提高学生从事化工生产、设计和科学研究工作的理论分析能力。
三、教学方法与手段1、突出重点，把教师讲授与课堂讨论相结合。
2、精讲多练,把现代教育技术（PPt课件或CA1课件）与传统黑板板书相结合。
四、教学内容及目标重点与难点：节流效应，等牖膨胀效应；Rankine循环过程及其热效率的计算;Rankine循环过程改进。
衡量学习是否达到目标的标准：熟悉蒸汽动力循环中能力利用与消耗的计算；独立完成课后习题7-17、19、20O五、推荐教材和教学参考资源1.冯新,宣爱国凋彩荣.化工热力学（第一版）.北京：化学工业出版社，2010.2.张乃文,陈嘉宾,于志家.化工热力学.大连：大连理工大学出版社，2006.3.陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学（第二版）.北京：化学工业出版社，2001.4.陈志新,蔡振云,胡望明.化工热力学.北京：化学工业出版社，2001.5.朱自强,徐讯.化工热力学（第二版）.北京：化学工业出版社，1991.。
化工热力学课程简介与大纲
《化工热力学》课程简介课程名称：化工热力学/ Chemical Engineering Thermodynamics课程代码：20学时/学分：72/4.5课堂授课：56实验学时：16课程主要内容：本课程系统地讲授将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。
它以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态；利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析；利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；利用化工热力学的方法对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算等。
适用专业：化学工程与工艺先修课程：《高等数学IV》，《物理化学III》推荐教材：1、陈钟秀, 顾飞燕，胡望明编，《化工热力学》（第二版），化学工业出版社, 2001年2、朱自强主编，《化工热力学》（第二版），化学工业出版社, 1991年参考书：1、Smith J M and Van Ness H C. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 6th ed.（影印版），化学工业出版社，2002年2、陈钟秀, 顾飞燕，《化工热力学例题与习题》，化学工业出版社, 1998年3、陈新志，蔡振云，夏薇，《化工热力学习题精解》，科学出版社, 2002年《化工热力学》课程教学大纲授课专业：化学工程与工艺学时数：72 学分数：4.5课程讲授：56 实验学时：16一、课程的性质和目的化工热力学是化学工程学的一个重要分支，是化学工程与工艺专业必修的专业主干课程。
化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程的研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。
化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题，为学习后续课程和解决化工过程的实际问题打下牢固的基础。
化工热力学教学大纲
具备运用热力学知识解决实际化工问题的能 力，如反应热计算、相平衡预测等。
04
培养学生的创新思维和实践能力，提高分析 和解决问题的能力。
课程内容与结构安排
热力学基本概念
温度、压力、热量、功等基本概念 ；状态方程与状态参数；理想气体 与实际气体模型。
热力学第一定律
能量守恒原理；热力学第一定律表 达式；焓、熵等热力学函数；稳流 过程与循环过程的热力学分析。
06 溶液热力学性质及应用
溶液组成表示方法及性质
组成表示方法
介绍质量分数、摩尔分数、质量摩尔 浓度等表示溶液组成的方法。
溶液的性质
阐述溶液的均一性、稳定性、各向同 性等基本性质，以及稀溶液的依数性 。
溶液热力学性质计算
01
热力学基本方程
介绍如何利用热力学基本方程计 算溶液的热力学性质，如内能、 焓、熵等。
03
理想气体状态方程及性质
ห้องสมุดไป่ตู้
01
理想气体状态方程
介绍理想气体状态方程的形式和适用条件，解释方程中 各个物理量的含义和单位。
02
理想气体性质
阐述理想气体的基本性质，如压缩性、膨胀性、热容等 ，并解释这些性质在实际应用中的意义。
03
理想气体的微观模型
介绍理想气体的微观模型，如分子无相互作用力、分子 间距离大等，以加深对理想气体性质的理解。
气体混合物性质计算
气体混合物的组成表示方 法
介绍气体混合物的组成表示方法，如摩尔分 数、质量分数等，并解释各种表示方法的优 缺点及适用场合。
气体混合物的物性计算
阐述气体混合物的物性计算方法，如平均摩尔质量 、平均热容、平均压缩因子等，并给出相应的计算 公式和实例。
化工热力学课程介绍
第六章蒸气动力循环和制冷循环（Steam-power Cycle and Vapor-compression Refrigeration Cycle）：讲授蒸气动 力循环和制冷循环的基本原理和主要技术指标的计算方法。
26
第七章相平衡(Phase Equilibrium)：重点讲授汽液相平衡 (Vapor-Liquid Equilibrium, VLE)的基本理论和计算。
《化工热力学》
Chemical Engineering Thermodynamics
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1
热力 学(thermodynamics)作为一门科学(science)诞生于19 世纪，最初用于研究和描述蒸汽机(steam engine)的操作以及 蒸汽机工作的极限，后来上升到热机(heat engine)的研究和应 用。“热力学”名称的本身就意味着“来自热的能量”，因为 thermo代表热，dynamics代表动力。热力学在研究热机工作的 基本原理过程中，总结、归纳出了著名的热力学第一定律和热 力学第二定律。
8
在化学反应领域，化工工程师通常要解决以下的问题：用 来合成目的产物的化学反应是否热力学可行？是否动力学可行？ 热力学可行主要指该反应能否发生，如果能发生，目的产物的 产量（the yield of the aimed product）是否可观。《化工热力 学》课程中的热力学第一、第二定律以及化学反应平衡 (chemical reaction equilibrium)理论就是用来解决化学反应是 否热力学可行的问题。
伴随热力学科学的形成和发展，产生了一批著名的数学家 和化学家，其中，贡献最大的是美国数学家Josiah Willard Gibbs。
4
Josiah Willard Gibbs (1839 - 1903)
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空气分离
-----热力学第二定律在空分中的应用
摘要：热力学第二定律作为判定与热现象有关的物理过程进行方向的定律，本文分析了热力学第二定律的涵义以及意义,并阐述了它在在空分中的应用。
关键字：空分制冷
0.引言
空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３种实现空气分离方法：吸附法、膜分离法和深冷法（也称低温法）。
深冷法是目前工业上应用最广泛的空气分离方法。
其基本过程是先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同进行精馏分离。
流程可分为：空气过滤系统、空气压缩机系统、空气预冷系统、空气净化系统、空气压缩膨胀制冷系统、空气分离系统。
其中空气压缩膨胀制冷系统对整个空气分离过程来说至关重要。
制冷按照制冷温度大小，分为三类：普通制冷：t＞－120℃；深度制冷：－120℃＞t＞－253℃；超低温制冷：t＜－253℃。
空气的液化技术属于深度制冷。
工业制冷主要方法之一为气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。
1.制冷的原理
热力学第二定律表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
获得低温必须消耗能量。
逆卡诺循环：它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
假设低温热源（即被冷却物体）的温度为T0，高温热源（即环境介质）的温度为Tk,则工质的温度在吸热过程中为T0，在放热过程中为Tk,就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差，即传热是在等温下进行的，压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。
其循环过程为：
首先工质在T0下从冷源（即被冷却物体）吸取热量q0，并进行等温膨胀
4-1，然后通过绝热压缩1-2，使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk,再在Tk 下进行等温压缩2-3，并向环境介质（即高温热源）放出热量qk,最后再进行绝热膨胀3-4，使其温度由Tk降至T0即使工质回到初始状态4，从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说，由图可知：
q0=T0(S1-S4）
qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4）
w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4）
由上式可见，逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关，只取决于冷源（即被冷却物体）的温度T0和热源（即环境介质）的温度Tk；降低Tk，提高T0，均可提高制冷系数。
由热力学第二定律还可以证明：“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环，以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。
任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
总上所述，理想制冷循环应为逆卡诺循环。
而实际上逆卡诺循环是无法实现的，但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。
通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数ε与逆卡诺循环制冷系数εk之比，称为该制冷机循环的热力完善度，用符号η表示。
即：η=ε/εk
3.KDON48000/80000型空分装置简易流程分析
⑴空气净化：
①过滤及压缩：
原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器，除去灰尘及其它机械杂质，空气经过滤后经离心式空压机压缩至压缩至0.575Mpa后经空气冷却塔预冷，空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。
②预冷：
进入空冷塔的水分为两段。
下段为由凉水塔来的冷却水，经循环水泵加压入空冷塔中部自上而下出空冷塔回凉水塔。
上段为由水冷塔来的冷却水，经水冷塔与由分馏塔来污氮气热质交换冷却后由冷冻水泵加压，送入空气冷却塔顶部，自上而下出空气冷却塔回凉水塔。
空气经空气冷却塔冷却后，温度降至18℃。
③纯化：
空气经空气冷却塔冷却后进入切换使用的分子筛纯化器1#或2#，空气中的二氧化碳、碳氢化合物及残留的水蒸汽被吸附。
分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。
当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生、冷吹备用。
由分馏塔来的污氮气，经蒸汽加热器加热至-170℃后，入吸附器加热再生（高温再生时，再生气经蒸汽加热器及电加热器加热至260℃后，入吸附器加热再生），脱附掉其中的水份及CO2，再生结束由分馏塔来的污氮气冷吹，然后排入大气放空。
⑵空气液化
空气经净化后，由于分子筛的吸附热，温度升至～20℃，然后分两路：
第一路：空气在低压主换热器中与返流气体(纯氮气、压力氮气、污氮等)换热达到接近空气液化温度约-173℃后进入下塔进行精馏；
第二路：空气进入增压空气压缩机1段进行增压，压缩后的这部分空气又分为二部分：
①相当于膨胀空气的这部分空气从增压空气压缩机的Ⅰ段抽出，经膨胀机驱动的增压机，消耗掉由膨胀机输出的能量，使空气的压力得以进一步提高，增压后进入高压主换热器。
在高压主换热器内被返流气体冷却至152k(-121℃）抽出，进入膨胀机膨胀制冷，膨胀后的空气，经汽液分离器分离后气体部分进入下塔，液体经节流后送入粗氩冷凝器（液空冷源）。
②另一部分继续进增压空气压缩机的Ⅱ段增压，从增压空气压缩机的Ⅱ段抽出后，进入高压主换热器，与返流的液氧和其他气体换热后冷却至106K （-167℃）经节流后进入下塔中部；
⑶空气精馏：
①下塔精馏：
在下塔中，空气被初步分离成顶部氮气和底部富氧液态空气。
顶部氮气：顶部气氮在主冷凝蒸发器中液化，同时主冷凝蒸发器的低压侧液氧被气化。
绝大部分液氮作为下塔回流液回流到下塔，其余液氮经过冷器，被纯气氮和污气氮过冷并节流后送入上塔顶部作为上塔回流液。
压力氮气：压力氮气从下塔顶部引出来，在低压主换热器中复热后出冷箱。
污液氮：在下塔下部得到污液氮，经过冷器过冷后，节流至上塔上部参与精馏。
富氧液态空气：从下塔底部抽出的富氧液空在过冷器中过冷后，一部分作为粗氩冷凝器冷源，另一部分经节流送入上塔中部作回流液。
②上塔精馏：
经上塔的精馏，在顶部得到产品氮气，在上部得到污氮气，底部得到液氧。
液氧：液氧从上塔底部通过管道导入主冷凝蒸发器中，在主冷凝蒸发器中被来自下塔的压力氮气汽化,汽化后的低压工艺氧气通过管道导入上塔。
液氧在主
冷凝蒸发器底部导出经高压液氧泵加压，然后在高压换热器复热后以4.7MPa(G)的压力作为气体产品出冷箱。
污气氮：污气氮从上塔上部引出，并在过冷器中复热后，部分低压主换热器中复热后做为分子筛纯化器的再生气体；其在余高压主换热器中复热后，进入水冷塔作为冷源。
纯气氮：纯气氮从上塔顶部引出，在过冷器及低压主换热器中复热后出冷箱，作为产品送往氮压机，多余部分送往水冷却塔中作为冷源冷却外界水。
氩馏份：从上塔相应部位抽出氩馏份送入粗氩冷凝器，粗氩冷凝器采用过冷后的液空作冷源，氩馏份直接从增效塔的底部导入，上升气体在粗氩冷凝器中液化，得到粗液氩和粗氩气，前者作为回流液入增效塔，而后者经进入低压换热器复热到常温送出冷箱；在粗氩冷凝器蒸发后的液空蒸汽和底部少量液空同时返回上塔。
4.核心制冷设备膨胀机
膨胀机是空分设备的心脏部机之一，由气体在膨胀机中等熵膨胀而制取冷量，正常生产中为系统补充冷损。
工作原理：工质在透平膨胀机的通流部分膨胀获得动能，并由工作轮轴端输出外功，因而降低了膨胀机出口工质的内能和温度。
5.结束语
热力学第二定律是热力学的重要部分，空分冷冻装置的实际循环的都基于热力学第二定律。
【参考文献】【1】朱自强化工热力学.化学工业出版社，2009.【2】许祥静煤炭气化技术.北京：化学工业出版社,2010.
作者简介：
姓名：刘春颖
性别：女
出生日期：1982.10.9
毕业院校：黑龙江科技大学化学工程与工艺专业
现就业单位：宁夏工业职业学院化工系。