空气干燥净化器:压缩空气经空气冷却器后仍含有一定的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氢化合物。被冷冻的水分和二氧化碳沉积在空分塔内会堵塞通道、管道和阀门,乙炔积聚在液氧内有爆炸的危险,灰尘会磨损运转机械。为了保证空分装置的长期安全运行,必须设置专门的净化设备,清除这些杂质。空气净化的最常用方法是吸附法和冻结法。目前国内在中小型制氮装置中广泛采用分子筛吸附法。
在整个空分生产装置的控制形式上,大部分采用的是常规控制。整个空分系统控制的难点和重点是空压机组的联锁保护和防喘振控制、分子筛(纯化器)系统的时序控制,还有外压缩流程的氧透/氮透联锁启停过程控制和内压缩流程的循环压缩机联锁保护控制。 空压机报警联锁保护所引用的条件参数有轴振动、轴位移、过滤器前油压、过滤器后油压、主油压、油温、主电机电流、三级排气压力、油泵运行信号、三级进气温度等。 空压机防喘振控制将主电机电流(最大工作电流作为给定)、三级排气压力(设定值可修改)作为控制对象参数,分别采用两个PID调节器来调节,空压机刚启动时入口导叶渐开输出,由此调节器输出和渐开输出在自动调节时通过低选器输出调节导叶和放空阀,手动时直接输出开度。但需注意放空阀的开合特性与入口导叶相反,手自动切换时需考虑无扰动切换。
600立方深冷制氮设备空分塔内:主要包括有主换热器、液化器、精馏塔、冷凝蒸发器等。主换热器、冷凝蒸发器和液化器为板翘式换热器是一种全铝金属结构新型组合式间壁式换热器,平均温差很小,换热效率高达98-99%。精馏塔为空气分离的设备,塔设备的类型按内件划分,设置筛孔板的称筛板塔,设置泡罩板的称泡罩塔,堆放填料的称填料塔。筛孔板结构简单、便于制造、塔板效率高,因此在空分精馏塔中被广泛使用。填料塔主要用于直径小于0.8m,高度不大于7m的精馏塔。泡罩塔由于结构复杂、制造困难现已很少使用。
深冷制氮的典型工艺流程
整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成。
空气压缩及净化 :空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机,压缩至所需压力,然后送入空气冷却器,降低空气温度。再进入空气干燥净化器,除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。
空气分离 :净化后的空气进入空分塔中的主换热器,被返流气体(产品氮气、废气)冷却至饱和温度,送入精馏塔底部,在塔顶部得到氮气,液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发,同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气,冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液,另一部分作为液氮产品出空分塔。
600立方深冷制氮设备