制氮技术问题解答

1. 问：什么是回流比和最小回流比?

答：在精馏过程中，氧氮混合液(液空)加热后，经多次部分蒸发和冷凝，易挥发组分氮在气相中含量大于它在液相中的含量，在塔顶得到氮气或液氮。一部分液氮沿塔板下流，这部分液氮叫做回流液；另一部未冷凝的氮气从塔顶取出，作为产品。回流比就是回流液体量与取出的产品量的体积比(或质量比)，通常用R来表示，即：R=L／D式中：L——单位时间内塔顶回流液体量，rn3／h；D——单位时间内塔顶取出产品量，rn3／h。在精馏过程中，塔内下流的液体量L与上升的蒸气量之比称为液气比，即L／。液气比与回流比之间的关系为：L／V=R/(R+1)。在规定的分离要求下，即塔顶、塔釜取出流体的组成(纯度)为一定时，逐渐减少回流比，此时所需理论塔板数将逐渐增加。当回流比减少到某一数值时，所需理论塔板数增加至无穷多，这个回流比的数值，称为该项预定分离任务的最小回流比。它是精馏塔设计计算中的重要数据之一。通常精馏塔操作时的实际回流比(最适宜回流比)取为最小回流比的1．3～1．5倍。当减少回流比时，运转费用将减少，但所需塔板数增多，塔的投资增大；反之，当增加回流比时，可减少塔板数，却增加了运转费用。因此，在塔的设计时，要选择一个最适宜的回流比，使投资费用和运转的操作费用之总和在特定经济条件下为最少。

2.问：充氧软管从安全、经济的角度考虑，应采用哪些软管为好?

答：灌充氧气用的高压软管，早期采用紫铜管，一直延用到20世纪80年代初期。后来，部分用户改用高压橡胶管，随后市场上又出现1种内壁为聚四氟乙烯，外面不锈钢包扎软管(以下简称：金属软管)。
紫铜管经反复充装，不断地弯曲扭动，材料逐渐硬化，最后弯头处会产生裂缝或折断。橡胶管为有机物，当氧气在管内流动的流速大于规定值时，会产生自燃或燃爆。空氧气瓶装上台位，打开氧气瓶阀均压时，若有1瓶为满瓶，此时，该管内的流速大于规定值，很容易引起燃爆。金属软管近年来得到广泛的应用，挠度大，装卸方便，且安全。但最近有单位发生管裂、瓶倒的事故。
从以上分析来看，用高压橡胶管充氧不安全，因为它具备了燃烧要素中的两个要素，高压氧碰到油脂会自燃，一旦有一定的激发能源就会发生燃爆事故。实际上已有不少企业发生过橡胶管燃爆事故。《深冷技术》做了多次报道，有的省份明确规定不得用高压橡胶管充氧。
紫铜管和金属软管用来充氧，都是安全可靠的。但是要注意使用寿命记录和制造单位产品质量。首先，购买要有资质的单位生产的软管，质量才会有保证；其次，要有使用寿命记录，紫铜管使用4000～5000次后应将弯头回火1次，一般使用20000次左右要更换；金属软管
根据制造厂家的疲劳试验，使用达10万次未见损坏。但是一般规定两年更换1次。
关于管断、瓶倒造成不安全的问题，按规定在充装过程中气瓶应有防倒链条固定。若按规定操作，即使管断也不会产生瓶倒事故。

3. 问：小型全低压流程空分设备启动操作应掌握哪些要领?

答：小型全低压流程空分设备启动可分冷却、积液和调纯3个阶段。
冷却阶段操作要领：
(1)开启两台透平膨胀机，在确保最高允许转速的前提下，尽量增加膨胀机进气量。
(2)关闭主换热器中部进膨胀机阀，打开主换热器冷端进膨胀机阀，加速主换热器的冷却速度。
(3)确保膨胀机进气最高压力和分子筛吸附器再生气量的前提下，尽量降低上塔压力。
(4)关闭下塔液氮回流阀，开启液氮节流阀和空气进下塔阀，重点加速冷却冷凝蒸发器单元。
(5)及时关闭冷却初期打开的吹除阀，防止冷损。

积液阶段的操作要领：
(1)继续确保两台膨胀机前压力稳定，保持最高允许转速，使其满负荷运行。

(2)当冷凝蒸发器出现液氧液面后，应及时关小氧气流量至正常流量的1/3左右，控制上塔压力在0.05~0.055MPa。逐渐关小液氮节流阀至全关。

(3)及时调整进塔空气量，确保进下塔前空气温度尽量低，增加进塔空气含湿量。

(4)当液氧液面升至正常液面2／3时，缓慢开启液氮回下塔阀，稍稍开启液氮节流阀。

调纯阶段的操作要领：
(1)确保冷凝蒸发器液氧液面在正常范围内，并状态稳定。及时调节膨胀机产冷量，在确保一台高效运行的前提下，另一台逐渐减量，直至停下1台膨胀机。

(2)液空节流阀、液氮节流阀和液氮回下塔阀开关要缓慢，且要有预见性。

(3)用液空节流阀控制好下塔液空液面，用液氮节流阀控制好下塔液空和液氮纯度。

(4)根据氧气纯度逐渐开大氧气送出阀到正常值。

(5)调整氮气出口阀和污氮出口阀，在确保上塔压力稳定的前提下，逐步提高氮气纯度到规定值。

(6)当氧、氮产品纯度达到要求后，调整膨胀空气进上塔气量，以增加产品产量。

(7)正常运行时抓住液氧液面稳定这个中心环节，及时调节产冷量，确保空分设备全面稳定运行。

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