空氣分離技術(shù)運(yùn)行調(diào)優(yōu)措施探討

劉偉艷

摘要：近年來，中國的冶金和石油工業(yè)發(fā)展迅速，空分技術(shù)在這些行業(yè)中起著關(guān)鍵作用。為了進(jìn)一步提高空氣分離效率和質(zhì)量，技術(shù)研究人員研究了膜分離方法，對(duì)壓力波動(dòng)進(jìn)行了改進(jìn)，更改了了化學(xué)分離方法，并引入了改進(jìn)的蒸餾方法，大大提高了空氣分離的純度。

關(guān)鍵詞：空氣分離技術(shù);調(diào)優(yōu)措施;探討

空分技術(shù)對(duì)國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的影響和意義，但實(shí)際應(yīng)用過程中仍有一些不足之處需要改進(jìn)，為有效提高空分技術(shù)的應(yīng)用效率和質(zhì)量，許多制造企業(yè)進(jìn)行了優(yōu)化并改進(jìn)了技術(shù)以達(dá)到最佳效果。

1基本原則

從字面上看，所謂的空氣分離技術(shù)主要是指借助一些專業(yè)工具和設(shè)備，有效地分離空氣中的成分，例如空氣中的氧氣，氫氣，氬氣，氮?dú)夂推渌s質(zhì)。傳統(tǒng)的分離技術(shù)主要包括膜分離法，壓力分離法，化學(xué)分離法等。這些分離方法在實(shí)際應(yīng)用過程中或多或少具有某些缺點(diǎn)，例如分離效率低，產(chǎn)率低等。為了更好地優(yōu)化家庭工業(yè)生產(chǎn)中使用的空氣分離技術(shù)，許多技術(shù)研究人員已將精餾作為主要的空氣分離方法，要求在低溫下運(yùn)行。基本過程如下：首先，人員必須從空氣處理過程中清除雜質(zhì)，必須將其分離。第二，將處理過的空氣緩慢地傳送到壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，然后加熱氣體。第三，將凈化后的氣體輸送到冷卻塔，然后液化分離，在短時(shí)間內(nèi)急劇降低其溫度;第四，根據(jù)不同氣體的沸點(diǎn)不同，有效地分離混合氣體。由于該技術(shù)在實(shí)踐中效率高，質(zhì)量高，與其他空分方法相比具有很大的優(yōu)勢，因此該技術(shù)逐漸得到了廣泛的認(rèn)可，并得到了一些工業(yè)制造公司的推廣。

2.1系統(tǒng)優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和分離技術(shù)的質(zhì)量，員工可以根據(jù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用選擇性地優(yōu)化和改進(jìn)系統(tǒng)。人員可以采取以下優(yōu)化措施：以生產(chǎn)效率為基礎(chǔ)，使用該技術(shù)將制氧過程中的能耗降至最低;其次，提高分離技術(shù)所涉及的機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的電能和熱能利用率。第三，改善循環(huán)水系統(tǒng)，以達(dá)到減少蒸汽消耗的主要戰(zhàn)略目標(biāo)。第四，適當(dāng)提高系統(tǒng)內(nèi)部壓縮機(jī)的基本運(yùn)行效率。第五，引進(jìn)現(xiàn)代換熱設(shè)備，保持系統(tǒng)正常運(yùn)行;第六，不斷改善流通系統(tǒng)中的物流，提高空分生產(chǎn)效率;第七，引進(jìn)改進(jìn)的分子篩板，以提高填料分選的整體質(zhì)量水平。

2.2優(yōu)化節(jié)能

（1）優(yōu)化主熱交換器

在生產(chǎn)和運(yùn)營過程中，人員需要將工作溫度控制在3℃之下，以有效避免熱交換器的產(chǎn)生。在運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)較大的溫差，這會(huì)導(dǎo)致諸如液態(tài)氧產(chǎn)量低的負(fù)面情況。另外，如果熱交換器不能在短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充冷空氣，這也會(huì)影響填充塔的正常運(yùn)行，從而導(dǎo)致氧分離效率的嚴(yán)重降低，并最終導(dǎo)致大量的熱量，會(huì)浪費(fèi)能源，嚴(yán)重影響空氣分離正常運(yùn)行。因此，人員還需要有目的地增加熱交換器中冷空氣的補(bǔ)充，以避免潛在的安全隱患并影響整體空氣分離效率。同時(shí)，它可以有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）優(yōu)化溫度

上面我們還詳細(xì)描述了使用蒸餾來分離混合氣體可以有效地提高分離效率和質(zhì)量，但是使用這種方法將不可避免地在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致較大的溫差，這對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備而言很重要。要求也非常嚴(yán)格，特別是分離系統(tǒng)中的熱交換器，其主要功能是為混合氣體的高溫處理提供熱量，以及冷卻消耗一定電量的混合氣體。從這個(gè)角度來看，熱交換器的溫差在空氣分離的整個(gè)生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，因此，人員必須對(duì)此予以高度重視，并采取以下優(yōu)化措施，即：減小熱交換器的供熱口的溫差;二是嚴(yán)格控制換熱器內(nèi)部氣流變化，科學(xué)分配。第三，定期檢查空分操作。檢查所用的機(jī)械設(shè)備。檢查的主要內(nèi)容是冷藏室頂部是否有沙洞。

（3）優(yōu)化填料

填料優(yōu)化也是技術(shù)優(yōu)化中非常重要的部分，為了提高分離效率，人員可以用壓力板代替?zhèn)鹘y(tǒng)分離技術(shù)中使用的篩板，從而可以更好地完成包裝操作，并進(jìn)行具體的優(yōu)化。措施如下：首先，人員可以按一定順序安排填充塔，不僅可以有效降低填充塔內(nèi)各個(gè)部位的壓力，還可以準(zhǔn)確降低混合塔的氧氣和氬氣含量，分離空氣，提高基礎(chǔ)空氣分離效率;其次，在優(yōu)化填充時(shí)，人員選擇的填充柱的直徑應(yīng)比壓板的直徑盡可能小，這不僅有利于運(yùn)輸，而且有利于降低運(yùn)輸成本，增加運(yùn)輸效率，也增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益;第三，人員還需要對(duì)上述精餾系統(tǒng)使用優(yōu)化的填料塔，這不僅可以有效地提高精餾分離方法在實(shí)際應(yīng)用過程中的安全性和穩(wěn)定性，還可以減少安全事故的發(fā)生。同時(shí)，它還可以幫助人員簡化工作流程并獲得高純度的氬氣。

2.3系統(tǒng)優(yōu)化

2.3.1優(yōu)化系統(tǒng)

每個(gè)空氣分離系統(tǒng)制造商都希望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，因此優(yōu)化空氣壓縮機(jī)和主熱交換器是一種改進(jìn)措施，及時(shí)清潔或更換空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)可有效降低空氣阻力并增加空氣流通。同時(shí)，它促進(jìn)了循環(huán)水的循環(huán)，確保了水溫不會(huì)太高，并降低了系統(tǒng)各個(gè)級(jí)別之間的壓力，從而確保了空氣壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。為了增加由主熱交換器中的溫差過大引起的能耗，有效的溫差管理是解決此問題的關(guān)鍵。如果熱端的溫差大，則由于傳熱不完全而導(dǎo)致的冷損失會(huì)很大。因此，熱交換器的氣體排放和溫度壓力必須合理地分布在高壓和低壓熱交換器之間，以使熱端的溫差最小。有效降低空分設(shè)備的能耗，提高產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量和效率。另外，膨脹機(jī)在空氣分離單元中提供了所需的冷卻能力，因此，提高膨脹機(jī)的冷卻效率可以提高蒸餾塔主冷凝器中液氧和液氮產(chǎn)物的回收率，并提高冷卻能力。該方法通過增加擴(kuò)展器端部入口與出口之間的溫差來增加擴(kuò)展器模塊的制冷能力，并且還增加了擴(kuò)展器入口處的速度和流量，從而增加了擴(kuò)展器的總制冷能力。因此，膨脹機(jī)的合理操作可以在裝置冷卻分配期間快速有效地增加或減小膨脹率，減少裝置不必要的冷卻損失，并提高裝置的產(chǎn)品回收率。

3技術(shù)附錄

空氣分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下生產(chǎn)操作中：第一，用于氮的分離。通過將該技術(shù)用于氮?dú)夥蛛x操作，人員可以將分離設(shè)備中的壓力設(shè)置為0.8MPa，將濕度設(shè)置為80%，在這種環(huán)境下產(chǎn)生的氮?dú)饧兌瓤梢赃_(dá)到95%以上。在分離氮?dú)庵埃藛T必須首先以0.6MPa的標(biāo)準(zhǔn)壓力壓縮混合氣體，然后在壓縮操作完成后將其冷卻并分離，以使分離出的氮?dú)饩哂凶罡叩男省Ｆ浯危凉裉幚碇校瑝嚎s混合氣體的除濕也是分離技術(shù)的重要應(yīng)用之一，人員需要首先對(duì)壓縮混合氣體進(jìn)行除濕，然后將其轉(zhuǎn)移到WZG裝置中進(jìn)行加熱。與其他傳統(tǒng)的加熱裝置相比，WZG裝置具有集干燥和加熱于一體的優(yōu)點(diǎn)。因此，使用WZG設(shè)備可以有效地簡化工作流程并提高分離效率。據(jù)加熱后立即冷卻，并且通常可以被冷卻至-40℃先進(jìn)分子篩裝置可以被冷卻至-52℃，并且人員可以根據(jù)實(shí)際情況分離和要求進(jìn)行相應(yīng)的選擇生產(chǎn)工廠的分離，以達(dá)到最佳分離效果。

結(jié)束語

總體而言，空分技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化是現(xiàn)階段許多工業(yè)制造廠的重要任務(wù)之一，技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇優(yōu)化系統(tǒng)，優(yōu)化主熱交換器，優(yōu)化溫差和優(yōu)化包裝。對(duì)空氣分離技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步提高空氣分離的效率和質(zhì)量，幫助公司在競爭激烈的工業(yè)市場中占據(jù)一席之地，同時(shí)為公司的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。也對(duì)國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步和發(fā)展的微薄貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]深冷技術(shù)在空氣分離設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].談碩.科技與創(chuàng)新.2017（06）

[2]淺談空氣分離技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)[J].陳錦偉.化工管理.2015（18）

[3]空氣分離整體工藝的發(fā)展及優(yōu)化[J].曲曉丹.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2014（10）

[4]大型低溫空氣分離裝置工藝流程淺析[J].林軍.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2013（10）

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