空氣分離技術運行調優措施探討

葉鵬(大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古呼倫貝爾021000)

空氣分離技術運行調優措施探討

葉鵬(大唐呼倫貝爾化肥有限公司，內蒙古呼倫貝爾021000)

隨著國內市場經濟的加速發展，我國對氣體的需求量大幅增加，對氣體純度的要求極高，因此，有必要對空氣分析技術進行優化。本文介紹空氣分離工藝流程，重點分析了空氣分離技術，并且提出專門適應改善空氣分離技術目前存在不足之處的一些措施，旨在提高空氣分離技術的水平，促進工業發展。

空氣分離技術；調優措施；低溫法

目前，國內經濟的飛速發展帶動了氣體產業，加速了工業化進程，對空氣分離技術有一定的研究。然而，隨著我國很多行業趨向走大型化道路以及氣體工業的迅猛發展，國內對氣體的需求量愈來愈大，純度要求越來越高。因此，針對市場龐大的需求，我國需要大量的大型空氣分離設備，引進先進的空氣分離技術，優化設備的運行，提高空氣分離的效率。

1 空氣分離的流程及技術方法

眾所周知，氮氣、氧氣、氬氣和些許微量雜質組成了人們生活中所需要的空氣，而利用空氣各組成部分物理性質的不同，將工業所需的氮氣、氧氣、氬氣等氣體從空氣中分離，這個過程就是所謂的空氣分離。傳統的空氣分離方法稱為非低溫法，它主要包括膜分離、化學分離、變壓吸附等，但這些空氣分離法都存在固有的缺陷，即提取的氣體純度低，產量有限。為了滿足現在國內市場的需求，一種低溫空氣分離法出現了，它克服了傳統方法的缺點，成為大型空分的主要技術。

低溫精餾法作為低溫空氣分離法的主要方法，它的空分流程為：首先空氣經由空氣過濾器對空氣進行去塵去雜處理；其次送入透平壓縮機，使氣體溫度升高，再被通入空氣冷卻塔進行冷卻液化處理；最后根據各氣體物理沸點的不同，將液化后的氣體送入精餾塔，實現氣體的分離的目的。該技術得到的氣體純度高，產氣量大，受到國內各大空分廠家的歡迎。

2 空氣分離技術的現狀

目前，我國對于空氣分離技術的研究已經比較成熟。通過引進國外先進的空分技術，在經過一定的研究，我國的空分技術取得了較快發展。但仍存在一些問題，空氣分離裝置和空氣分離技術都是針對某個局部進行的改進，缺乏整體的優化和創新。

2.1 全精餾無氫制氬

采用低溫精餾法獲取氬氣過程中，傳統工藝通過通常是加氫來抵消空氣中的氧氣，從而得到工業所需的氬，然后根據氬氣和氮氣物理沸點的不同，采用低溫精餾法去除氬氣中氮，進而得到成品氬氣。但這種方式安全性差，投資成本高，不僅需要精確的控制添加的氫氣，還造成氫氣的浪費，可靠性差。

2.2 空分設備能耗高

空壓機組與主換熱器是造成空分設備能耗高的主要影響因子。排氣量是否順暢是影響空壓機組能耗的關鍵，而影響排氣量的因素包括空壓機入口的過濾網與級間溫度。空氣經過空壓機入口處的過濾器進行去塵去雜質處理時，經過一定時間后，會有粉塵或雜質占附到過濾網上，阻礙氣體的流通。同樣級間溫度升高也會降低排氣量，從而增加空分設備的能耗。

一般情況下，空分設備的主換熱端要保持3℃以內的溫差范圍，而主換熱器調節不當或熱交換不完全就會造成熱量增加，冷量損失，進一步導致溫差變大，上塔運行不正常，氧氣純度下降，質量降低，能耗增大。

3 空氣分離技術的優化

提高產品產量，提高設備效率，降低設備所耗蒸汽、電能和循環水，進一步降低氧氣生產單位能耗，是每個空分廠家都在努力追求的目標。低溫精餾法是空氣分離技術的有效方法，針對目前空氣分離技術存在的問題，本文提出了相應的優化措施。

3.1 規整填料技術

規整填料技術已經成為空氣低溫精餾法中最重要的技術，因其較高的效率和較小的用壓代替了篩板。首先采用規整填料塔，降低了下塔、上塔與氬塔的操作壓力，有效地分離了氧氣和氬氣。其次，填料塔的直徑小于篩板，運輸得到極大的便利。最后，將規整填料塔應用到低溫精餾法中，不僅安全性得到提高，分離穩定性變強，還便于操作，簡化了空分流程，得到了高質量的氬氣產品。

3.2 系統優化

每個空分廠家所期望達到的目標是能耗低，產品質量高，生產效率高，因此，對空壓機組和主熱換器進行優化是一種改進措施。對空壓機組入口的過濾網進行及時清理或更換，可以有效地降低空氣阻力，提高空氣的流通量。于此同時，促進循環水的流通，保證水溫不會過高，降低各級間的系統壓力，從而確保空氣壓縮機組的排氣量順暢運行。

對于主熱換器的溫差過大而引起的能耗量的增加，有效的控制溫差的大小是解決此問題的關鍵。熱端溫差大，則熱交換不完全而引起的冷損就大，因此，將主熱換器的氣體排放量在高低壓換熱器處進行合理的分配，盡量降低熱端的溫差，可以有效的降低空分設備的能耗，提高產品氧的質量和提取效率。

4 結語

通過研究空氣分離技術的工作流程，重點分析了空分技術目前存在的一些問題，并提出了相對應的調優措施。而低溫精餾法是優化空氣分離技術運行的主要措施，有效地提高了工業氣體的制取效率，改善了產品氣體的質量。為了進一步提升空氣分離技術的水平，確保空分設備的穩定和安全，因此，需要繼續深入探索和設計。

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葉鵬(1988-)，男，漢族，籍貫：吉林省吉林市學歷：本科畢業院校：北京化工大學職稱：助理工程師研究方向：深冷空氣分離技術