空分工艺流程简介
空分流程简介
空分装置空分流程简述第一章精馏一、进塔流程：进塔流程（如图：1-1所示）（图：1-1）二、精馏过程：1、什么叫精馏：简单的说：精馏就是利用两种不同物质（气体）的沸点不同，多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程就叫做精馏。
2、进塔空气的作用：空气从纯化系统来经冷箱换热与膨胀后的空气混合后进入下塔底部，这部分气体做为下塔的上升蒸气；经高压节流的液空被送往下塔中部作为下塔的部分冷凝液；3、精馏---下塔液氮的分离：精馏塔下部的上升蒸气温度要比上部下流的液体温度高，所以膨胀空气进入下塔后空气温度会比上塔下流的温度高，当下塔的气体每穿过一块塔板就会遇到比它温度低的液体，这时，气体的温度会下降，并不断的被冷凝成液体，液体被部分气化；由于氧的液化温度最高，所以氧被较多的冷凝下来，剩下的蒸气含氮浓度就会有所提高。
就这样，一次，又一次的循环下去，到塔顶后，蒸气中的氧大部分被冷凝到液体中去了；从而得到了蒸气中含氮纯度达到99.9%的高纯氮；这部分气体被引入主冷，被上塔的液氧冷凝成液氮后部分做为回流液回流下塔再次精馏（如图：1-2所示），部分被送往上塔作为上塔的回流液。
同时下塔液空纯度也得到了含氧36%的液空。
（图：1-2）4、上塔精馏：将下塔液空经节流降压后送到上塔中部，作为上塔精馏原料；而从主冷部分抽出的液氮则成为上塔的回流液；与下塔精馏原理相同，液体下流时，经多次部分蒸发和冷凝，氮气较多的蒸发出来，于是下流液体中含氧浓度不断提高，到达上塔底部时，可以获得含氧99.9%的液氧；部分液氧作为产品抽出；由于下塔上升蒸气（纯氮气），被引入主冷冷凝，所以它将热量较多的传给了液氧，致使液氧复热蒸发作为上塔的上升气；在上升过程中，一部分蒸气冷凝成液体流下，另一部分蒸气随着不断上升，氮含量不断增加；到塔顶时，可得到99%以上的氮气。
第二章开车步骤一、启动步骤：1、空气压缩机；2、空气预冷系统；3、空气纯化系统；4、空气增压机；5、空气膨胀机；6、分馏塔系统操作。
空分工艺流程
空分工艺流程
《空分工艺流程》
空分工艺流程是一种利用空气中不同元素的沸点差异来分离空气成分的方法。
该流程主要包括压缩、制冷、蒸馏和分离等步骤，通过这些步骤可以得到高纯度的氧气、氮气、氩气等工业气体。
首先，空气会被压缩成液态，并且被冷却至非常低的温度。
接着，液态空气会通过一系列蒸馏塔进行分馏，不同工业气体的沸点差异会使它们在不同高度的塔中冷凝并被收集下来。
之后，这些工业气体会被送入不同的处理装置中，去除杂质和增加纯度。
最终，通过空分工艺流程，可以得到各种高纯度的工业气体，可以广泛应用于制药、金属加工、化工等行业。
此外，这种方法还能够实现可持续发展，因为只需要使用空气这种充足的资源，而无需额外消耗其他能源。
总的来说，空分工艺流程是一种成熟、高效的分离方法，它不仅可以满足各种工业领域对高纯度气体的需求，而且还可以实现对资源的有效利用，具有很高的经济和环保效益。
空分的工艺流程
空分的工艺流程
《空分工艺流程》
空分是一种将空气中的氧气、氮气、稀有气体和其他成分通过物理分离的工艺。
空分工艺通常包括空气压缩、冷却凝华、蒸汽冷凝和分离等步骤。
首先，空气通常会被压缩到高压状态，以便进行后续的处理。
然后，被压缩的空气会在减压阀的作用下迅速减压并且冷却，在这个过程中会发生冷凝和液化。
接着，液化后的空气还会在蒸馏塔中进行进一步的分离工艺。
在蒸馏塔中，液化的空气会被升温并且进入一个叫做精馏塔的设备，通过塔内填料层的多级分馏逐步分离成不同的成分。
这些成分包括氧气、氮气、稀有气体等。
通过这种分馏过程，不同的气体可以被选择性地收集和提纯。
最终，通过这种工艺流程，空气中的各种成分可以被有效地分离和提纯，得到高纯度的氧气、氮气和其他气体产品。
这些高纯度的气体产品被广泛应用于医疗、工业、科学研究等领域。
总的来说，《空分工艺流程》是一种高效的气体分离技术，其具体步骤和设备设计可以根据需要进行调整和优化，以满足不同领域的需求。
空分流程及设备结构原理
检修车间学习材料（一）2008年4月目录第一章空分工艺流程简介一、基本原理二、工艺流程简介第二章单元设备简介一、汽轮机部分1. 凝汽器2．抽气器3．排汽安全阀4．汽轮机主体汽缸蒸气室导叶持环转子前支座推力轴承径向轴承调节气阀二、离心氮气压缩机1．性能数据2．压缩机型号的意义3. 定子及其组成4. 转子及其组成5. 支撑轴承6. 止推轴承7. 联轴器8. 润滑油系统三、换热器1. 固定管板式换热器2. U型管换热器3. 填料函式换热器4. 浮头式换热器附录图第一章空分工艺流程概述一、基本原理干燥空气的主要成份如下:空气中其它组成成份，如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化，而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。
空气中的主要成份的物理特性如下:空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝，从而达到分离各组份的目的。
当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热、质交换，气体中的部份冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部份蒸发。
因沸点的差异，氧、氩的蒸发顺序为：氮>氩>氧，冷凝顺序为：氧>氩>氮。
在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在逐块塔板上通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。
同理，当液体自上而下地在逐块塔板上通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。
由于氧、氩、氮沸点的差别，在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。
二、工艺流程简介(本厂空分工艺流程详见附图)本空分装置采用分子筛吸附净化、空气增压、空气增压透平膨胀机制冷、膨胀空气进上塔、上塔采用规整填料塔、带粗氩塔、产品氧采用液氧泵内压缩的工艺流程。
空分工艺流程简介
压缩系统将空气压缩到一定压力，为节流或膨胀产生冷量，为气体液化做
准备。压缩系统耗电是空分系统耗能主要来源，无论从安全还是能耗角度
来看，压缩系统地位都尤为突出突出，是制冷液化系统的心脏！
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三、压缩系统
和远气体 技术中心
压缩机常用的有活塞式压缩机、离心式压缩机、螺杆压缩机。以下主要比较活 塞式压缩机与离心式压缩机优缺点：
以4500空分装置为例，当进塔空气量 为18000m³/h，氧产量4500m³/h，氧 纯度为99.6%，那么氧的提取率？
和远气体 技术中心
什么是氧提取率？
提取率以氧产品中的总氧量与进塔空 气中的总氧量之比来表示。
从上式可以看出，对于一定的地点， 空气中含氧量基本不变，当进塔空气 量和产品氧纯度一定时，氧提取率的 高低取决于氧产量的多少。而氧产量 的多少，对于全低压空分装置进气量 一定时，主要取决于污氮含氧量的高 低。
ZH-15000循环空压机
全通一期压缩机系统
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四、冷却系统
空、水冷塔 凉水塔 压缩机后冷器 回热器 压缩机中间冷却器 润滑油油冷却器
换热器换热效果受那些因素影响？
和远气体 技术中心
实现空气的等温压缩 降低空气进主换热器温度 使纯化器工作在最佳状态
危害？
冷却系统还有其他作用，如冷却油保证润滑油在正常温度下工作，润滑油可以 润滑轴避免轴超温。保证气温、油温等稳定在设计范围内，从而维持设备稳定 高效运行。
的安全、稳定、效率。
换
换热温差
换热器材料结构
热 效
换热介质
换热器是否结垢、阻塞
果
换热系数
流体流动速度、流向
空分设备及深冷空分工艺流程资料
空分设备及深冷空分工艺流程资料空分设备简介空分设备是一种工业设备，主要用于将空气中的各种气体分离和纯化。
空分设备通常由空气压缩机、膜组或吸附剂、分离塔和再生设备等组成。
其中，空气压缩机是空分设备的核心设备，其将空气压缩到一定压力后，输送到分离塔中进行分离。
分离塔内的膜组或吸附剂通过对气体的选择性吸附或离子交换、分离等作用，将气体分离出来。
再生设备则用于将膜组或吸附剂的吸附物质去除，恢复其吸附能力。
深冷空分工艺流程简介深冷空分是一种常用的空分工艺，主要应用于产生液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分利用低温下气体的液化性质，将空气中的各种气体通过不同的分离塔进行分离，并进行多级加工，最终得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分工艺流程主要包括以下几个步骤：1.空气的压缩：将空气通过压缩机进行压缩，提高空气的压力和温度。
2.空气的粗分离：空气经过初级分离塔，将空气中的主要气体成分分离出来，如氧气、氮气等。
3.精细分离：将粗分离的气体经过多级分离塔进行精细分离，分离出高纯度的氧气、氮气等。
4.排放废气：分离出的废气经过再生设备处理后排放。
5.液化：将分离出的气体通过多级冷却器进行冷却，使气体液化，得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
空分设备的应用空分设备广泛应用于各种行业中，包括化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等。
其中，深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
液氧、液氮等工艺气体的应用也广泛，包括火箭燃料、航空燃料、特种气体制备等领域。
空分设备及深冷空分工艺是一种应用广泛的工业设备和工艺。
它通过对气体的选择性分离，可以得到高纯度的工艺气体，广泛应用于化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等领域。
深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
空分工艺流程说明
空分工艺流程说明空分装置是一套带增压透平膨胀机的常温分子筛吸附纯化、规整填料塔无氢制氩的空分装置。
其工艺流程如下：4.1 过滤、压缩、预冷及纯化原料工艺空气经吸入口吸入，进入自洁式空气过滤器，滤去尘埃和机械杂质，进入离心式空气压缩机进行压缩，压缩后的气体进入空气预冷系统中的空气冷却塔，在其中被水冷却和洗涤。
空气冷却塔采用循环冷却水和经水冷塔冷却并经冰机进一步冷却过的低温冷冻水冷却，空气冷却塔顶部设有惯性分离器及丝网分离器，以防止工艺空气中游离水份带出。
出空气预冷系统的工艺空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统，纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，两台吸附容器采用双层床结构，底部为活性氧化铝，上部为分子筛，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过加热器加热后进行再生。
4.2 空气精馏出空气纯化系统的洁净工艺空气大部分进入冷箱内的主换热器，被返流出来的气体冷却，接近露点的空气进入下塔的底部，进行第一次分馏。
在精馏塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中氮的浓度逐渐增加。
在主冷凝蒸发器中，氮气冷凝，液氧气化。
在下塔中产生的液空和液氮，经过冷器过冷，节流后进入上塔，作为上塔的回流液，在上塔内，经过再次精馏，得到产品氮气、产品氧气、液氧及污氮。
4.3 冷量的制取装置所需的大部分冷量由透平膨胀机提供。
出空气纯化系统的其余部分洁净空气进入被透平膨胀机驱动的增压机，使其压力提高。
然后经增压后冷却器冷却,进入冷箱内的主换热器，冷却至一定温度后进入透平膨胀机。
这股膨胀空气在膨胀机中膨胀制冷后进入上塔，参与精馏。
4.4 氩的提纯氩的提取采用全精馏制氩的最新技术，为了制取氩，从分馏塔上塔下部的适当位置引出一股氩馏份气送入粗氩塔Ⅰ进行精馏，使氧的含量降低；粗氩塔Ⅰ的回流液体是由粗氩塔Ⅱ底部引出经液体泵输送来的液态粗氩。
从粗氩塔Ⅰ顶部引出的气体进入粗氩塔Ⅱ并在其中进行深度氩氧分离，经过粗氩塔Ⅱ的精馏，在粗氩塔Ⅱ的顶部得到含氧量≤1PPm的粗氩气，粗氩塔Ⅱ的顶部装有冷凝蒸发器，以过冷器后引出的液空经节流后送入其中作为冷源，绝大部分的粗氩气经冷凝蒸发器冷凝后作为粗氩塔的回流液。
空分流程详细讲解
空分流程详细讲解
在化工生产中，空分技术是一项非常重要的工艺，它能够将空气中的氧气、氮
气等气体进行分离，以满足工业生产和生活需求。
下面我们将详细介绍空分的工艺流程。
首先，空分的工艺流程可以分为压缩、预冷、精馏、蒸汽回收等步骤。
1. 压缩空气从大气中获取，首先需要将其进行压缩，以增加气体分子的密度，提高分离效率。
压缩后的空气会进入压缩机，经过一系列压缩工艺，压缩比达到要求后，进入下一个环节。
2. 预冷压缩后的空气含有大量水分和杂质，需要通过冷却器进行预冷处理。
在预冷过程中，空气中的水分和杂质会凝结成液体，然后通过分离装置将其分离出去，以保证后续工艺的顺利进行。
3. 精馏精馏是空气分离的核心步骤，通过精馏塔将空气中的氧气、氮气等气体按照其沸点的不同进行分离。
在精馏塔内，气体混合物被加热至沸点，然后在不同高度上凝结成液体，从而实现气体的分离。
4. 蒸汽回收在精馏过程中，会产生大量的废热，为了提高能源利用效率，通常会将废热通过蒸汽回收装置进行回收利用。
蒸汽回收装置可以将废热转化为蒸汽，用于加热其他部分的工艺设备，实现能量的循环利用。
通过以上流程，空分技术能够高效地将空气中的氧气、氮气等气体进行有效分离，为工业生产和生活提供了重要的物质基础。
在实际应用过程中，还需要根据不同的需求和工艺要求进行调整和优化，以实现最佳的分离效果和能源利用效率。
空分技术作为一种成熟的工艺，在化工领域中扮演着至关重要的角色，不仅广
泛应用于气体生产、化工生产等领域，还在医疗、食品加工等领域有着重要的应用价值。
随着工业化进程的不断推进，空分技术将继续发挥重要作用，为人类的生产生活提供更广阔的发展空间。
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空压机
作用：根据工艺流程的要求，把装置所需的空气量压缩到所需的压力（470kpa）。 原理：空气通过高速转动的叶轮后，压力及速度得以提高。在叶轮出口的扩压器中，
气体流速降低，从而使得压力进一步提高。
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预冷系统（空冷塔、氮水塔、冷冻机）
氩等“纯”气体。 ➢ 空气分离的基本原理是由于空气中氧、氮、氩组分的泡点(露点,沸点)温度
不同，从而得以互相分离。 N2： -195.8 ℃ Ar: -185.9 ℃ O2: -183.0 ℃
精馏过程：在蒸馏的塔板上，将温度较高的饱和蒸汽 与温度较低的饱和液体进行充分接触，则饱和蒸汽将 放出热量给饱和液体，饱和蒸汽放出热量将部分冷凝 ，饱和液体将吸收热量而部分蒸发。饱和蒸汽在部分 冷凝时，由于氧是高沸点组分，因而较多地冷凝，并 进入液相中，所以蒸汽中的低沸点组分氮的浓度有所 提高，液体在部分蒸发过程中，由于氮是低沸点组分 ，因而较多地蒸发并进入气相，使液体中高沸点组分 氧的浓度有所提高。
➢ 碳氢化合物，特别是乙炔极易与液氧发生强烈的化学反应， 引起爆炸。因此，清除空气中的杂质十分必要。
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空气分离的基本原理
➢ 空气的主要组成部分是氧( O2 )，氮(N2 ) 以及 氩(AR)。 ➢ 空气中的主要杂质是水分(H2O),二氧化碳(CO2) 以及碳氢化合物(CnHm)。 ➢ 空气的分离，就是除去空气中的有害杂质，并把混合气体分离成氧、氮、
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空分产能数据表
工厂内目前有两套60000的法液空空分，分别是3号空分和4号空分。60000空分指的 是每小时生产60000标立方的氧气。具体产品的产能数据如下表：
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液体产品质量要求（国标）
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THANKS!
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空气分离简图
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空分主要设备（湛钢制氧）
3#/4#空分
空压机C01 增压机C05
预冷系统
分子筛 R01/R02
膨胀机 ET01/ET02
板式换热器 E01
冷箱 流程液体泵
➢ 空分装置产能数据
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2
空气的组成
➢ 空气的主要成分以及在常压下的液化温度
组分 氮气 氧气 氩气 氖气 氦气 氪气 氙气 氢气
含量 液化温度K 液化温度C
78.08%
77.4 -195.8
20.95%
90.2 -183.0
0.934%
后备系统
产品压缩机
液氩储槽 V30
液氧储槽 V40
液氮储槽 V50
液氩备份泵 液氧备份泵 液氮备份泵
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氧压机 1/2/3号
氮压机 1/2/3 号高压和一
台中压
空分工艺流程简介
3#、4#空分装置流程示意图如下：
膨
胀
机
大
空
预
分
板
压
冷 系
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纯化系统
作用:清除空气中的水、一氧 化碳、二氧化碳、氢气和 碳氢化合物等杂质，确保 空分产品氧、氩和氮的纯 度。
原理: 纯化器内充填有活性铝 及分子筛，根据其对不同 的分子有不同的亲和力这 个特点，吸附水分、碳氢 化合物、二氧化碳等杂质。 纯化系统一般设置二只分 子筛容器，一只工作时， 另一只再生。
液化温度K 273.15 196.6 111.7
液化温度C 0
-78.6 -161.5
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空气中杂质的性质
➢ 对空分设备影响最大的杂质，除了灰尘外主要是水分、二氧 化碳以及碳氢化合物。
➢ 在常压下，当温度低于0℃时，水分将凝结成固体状态(冰)， 当温度低于零下78.6℃时，二氧化 碳将凝结成固体状态(干冰)， 而冷箱内的空分设备一般均工作在零下170℃以下。
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膨胀机
作用：为装置提供冷量 ，以补充装置冷损及液 化产品冷量。液体的产 量主要基于膨胀机的能 力。 原理：高压气体通过膨 胀机时，推动膨胀机叶 轮对外做功，减少了气 体本身的内能，降低了 温度。 膨胀量：膨胀量越大， 液体产量越大。 膨胀压差：膨胀机前后 压差越大，液体产量越 大。 效率：效率越高，单位 体积气体的制冷量越大
分子筛
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增压机
作用：根据工艺流程的要求，把装置所需的空气量压缩到所需的压力。 原理：空气通过高速转动的叶轮后，压力及速度得以提高。在叶轮出口的扩压器中， 气体流速降低，从而使得压力进一步提高。 备注：基本原理和空压机一样，只是空气压缩之后的压力为2600kpa左右。
空分工艺流程简介
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2020/3/21
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内容
➢空分基础知识
✓空气的组成及各组分性质 ✓空气分离的基本原理
➢ 空分主要设备及工艺流程介绍
✓ 空气过滤器 ✓ 空气压缩机 ✓ 预冷系统 ✓ 纯化系统 ✓ 空气增压机 ✓ 膨胀机 ✓ 冷箱 ✓ 产品压缩系统 ✓ 液体后备系统
空冷塔：
作用：空压机四级出来的高 温压缩空气直接进入到空冷 塔与冷却水接触进行换热， 通过水洗降温和带走部分固 体和化学物质。 结构：直接接触的双级冷却 塔，第一级为循环冷却水， 由冷却水泵供水。第二级为 冷冻水，由冷冻水泵供水。 氮水塔：利用空分冷箱出来 的污氮气、氮气将循环冷却 水通过蒸发降温，再通过水 泵输送到空冷塔（如冷冻水 温太高，可以再经过冷冻机 ）作为第二级的冷冻水源。 冷冻机：为空冷塔第二级冷 冻水补充冷量。氮水塔出来 的冷冻水，可以先经过冷冻 机再次降温，然后再输送至 空冷塔。
✓ 液氩的性质类似于液氮，但比水略重(1.39*1000kg/m3)。 ✓ 氩气是一种很好的保护气体，广泛用于作钛金属冶 炼的保护气，
合金钢冶炼的保护气，焊接保护气、 制造硅晶片的保护气以 及灯 泡充气等。 ✓ 液氩可经济方便地用于氩的储存及运输。 ✓ 氩的经济价值大大高于氧氮气。
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体；油田注氮(代替CO2, 气驱) ;用于食品行业作食品保 鲜。 ✓ 液氮用于深度冷冻，用于经济方便地储存及长 途输送氮气。
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氧、氮、氩的主要性质
➢氩
✓ 氩气是一种稀有气体、惰性气体、单原子气体，自 然界中还未发 现氩的化合物 。
87.3 -185.9
18.21 PPM 27.1 -246.1
5.239 PPM 4.2 -268.9
1.14 PPM 119.8 -153.3
0.087 PPM 165.0 -108.1
~0.5 PPM 20.4 -252.8
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子
式 换
气
机
统
筛
热 器
增 压 机
氧
中压氧气
压 机
冷
中压氮气
用
低压氮气
氮 压
机
箱
户
液氧
汽化
储
液氮
液氩
槽
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空压机入口过滤器
空气过滤器分为一级过滤和二级过滤，主要作用是除去灰尘、机械杂质等。
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入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氧后备：1个3000m3容积低压储罐，2台60000m3/h高压氧泵。
低压储罐的液氧通过高压氧泵直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氩后备：1个2000m3容积低压储罐，2台4000m3/h高压氩泵。
低压储罐的液氩可以通过液体泵返回至冷箱板翅蒸发回收冷量后并入 管网，也可以直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。
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冷箱
➢ 冷箱为方形或圆形的金属 结构，一般为空分设备的 最高标志设备；
➢ 其内部包括主换热器、上 塔、下塔、主冷、液氧蒸 发器、氩塔、液氩泵、液 氮输送泵及 液氧输送泵以 及阀门管道等。
➢ 冷箱内充填珠光砂以减少 冷量损失。
➢ 冷箱内通过在塔板和填料 上发生的精馏作用实现对 空气的分离。
氧压机操作画面
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氮压机操作画面
后ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统
液氮后备：1个4000m3容积低压储罐，1个100中压储罐，1个60高压储罐 1台50000m3/h中压氮泵，1台20000m3/h高压氮泵。 低压储罐的液氮可以通过两个泵分别充到两个压力罐，也可以直接进
氧、氮、氩的主要性质
➢氧
✓ 氧气是一种化学活泼性气体，不可燃，但强烈助燃，无色，无味，无毒， 不导电，不导热(良好的绝热体)，微溶于水，可以和除惰性气体以外的极 大多数物质 发生化学反应。