沧州二手空分制氧厂设备

空分设备制氧机操作中哪些因素会影响手工分析氧纯度的精确性





根据工业用气态氧的国家标准，分析氧气纯度采用铜吸收法。目前小型制氧机、空分设备生产中都采用这种方法。对于大型制氧机、空分设备生产，可作为校核自动分析仪的标准方法。


该分析方法的原理是：用量气管取100mL样品气，然后把取好的样品气送入充满吸收液和铜丝圈的吸收器内。氧气经反应后被吸收，样品气体积骤减。再把吸收后剩余的气体引回量气管测量其体积缩减。样品气减少的毫升数就是样品气中所含的氧气量。因为样品气量为100mL，所以直接读出氧气的体积百分含量。


分析器由带三通旋塞的量气管、吸收器和水准瓶组成。量气管和吸收器用内径为2mm的玻璃毛细管和橡皮管连接。吸收器内装满用直径约1mm的纯铜绕成的铜丝圈，水准瓶用橡皮管和量气管连接。在水准瓶、量气管和吸收器内充以吸收液。


吸收液的配制方法为：将600g(分析纯)溶解于1000mL蒸馏水中，加入1000mL质量分数为25%～28%的氨水，混合均匀后倒入装满铜丝圈的吸收器中即成。


在有氨存在时，铜易被氧化生成氧化铜和氧化亚铜。它们再与氧化铵、作用，生成可溶性高铜盐和亚铜盐。而亚铜盐易吸收氧生成高铜盐，高铜盐又被铜还原成亚铜盐。如此反复循环作用，达到吸收氧的目的。


影响制氧机、空分设备氧气分析准确性的因素有：


1)仪器的气密性。特别是三通旋塞应经常涂抹润滑脂，使之转动灵活，又不漏气。


2)吸收剂。铜丝会不断消耗，应注意经常补充，保持在吸收瓶容量的4/5左右。吸收液出现黄色时就应更换。更换时要留下约1/5的旧溶液，以增加新换溶液中的亚铜盐。


3)取样。分析管中不能有残气，取样前要吹洗管道；取样动作要迅速，以免因边取样边被吸收，将影响准确度；取样数量要准确。


4)分析。气体送入吸收瓶后要充分摇晃，使氧被充分吸收；气体返回量气管时，速度不能过快，以免空气漏入分析器；读数时，水准瓶中的液面应与量气管中的液面在同一水平面上；为检验分析结果是否精确，可再次将剩余气体送入吸收瓶吸收，然后再回到量气管读数。如果两次分析结果相差不大于0.01%，则说明分析是正确的。
对于不同压力，可得不同的氧、氮平衡曲线（见图1-15）图中压力P3>P2>P1，压力越高，饱和液体线和饱和蒸汽线之间的距离越窄，也就是说高压下气-液间浓度差变小，而在低压下浓度差加大。在相同的液相浓度X0下，可以看出y1>y2>y3。气液相浓度差越大，表示氧气分离越容易，因此在低压下，分离空气是比较有利的，因为可以大大减少精馏塔板的数量。

在某一压力P1下，与液、汽饱和线的交点分别为点1（X1）和点2（y2），又因为PN20>PO20根据康诺瓦罗夫定律，氮组分在气相中的浓度要大于在液相中的空分设备行业深度报告挥别低谷时期,迈入新一轮采购高峰
行业策略:随着下游炼化、煤化工及钢铁产能升级,空分设备正向大型、特大型方向发展,相关设备投资正逐步转化为采购订单。根据测算,三大产业升级预计带动总计约391.25-409.35亿元、每年约111.82-181.38亿元的空分设备需求。我们判断,此轮设备投资周期有望在2020年内维持高位。此外,以杭氧为首的设备厂商向外包供气市场迈进,在获取稳定现金流的同时,近期工业气体零售价格上涨将为厂商带来更大的利润弹性。 推荐组合:经过60余年的发展,我国大型、特大型空分设备成套技术、压缩机、膨胀机与高端密封件等核心部机/件已实现国产化突破,并集中于几家大型设备厂家。我们建议优先布局成套设备、核心部机/件龙头公司:杭氧股份(空分设备、膨胀机等,002430.SZ)、陕鼓动力(大型压缩机,601369.SH)。 行业观点 特大型空分设备国产化进程加速,成套技术与核心部机实现突破:空分设备能够分离生产出多种工业气体,因而广泛应用于化工、冶金及医疗等多个重要领域。近年来,伴随着下游煤化工、炼化与钢铁产业产能升级,空分设备正朝产量大型化、气体压力及纯度更高等方向发展。国内设备厂商经过60余年的设计与制造,在大型、特大型空分设备的研制上已取得突破。杭氧、四川空分与开封空分已实现成套技术国产化,陕鼓、沈鼓、杭氧及日机密封完成大型压缩机组、膨胀机与高端密封件等关键部机/件的国产化配套。我们认为,在设备核心技术的突破下,国内厂商将取得更高的市场份额。 多个主要下游领域景气向上,设备供应商迎来新一轮采购高峰:进入"十三五"时期,我国打出供给侧改革组合拳,倒逼传统产业产能升级、迈向有序发展。2016年以来,国家聚焦炼化产业规模化与一体化布局、重启以现代新型煤化工为主的项目工作、淘汰钢铁落后产能与加快推动产能置换,设备厂商迎来先进设备采购高峰。目前,国内在建和待建的炼化一体化升级项目规划总投资额达12000亿元,国家明确规划及已通过环评批复的煤化工项目预计总投资额超6700亿元,75家钢铁厂拟新建先进钢铁产能总计2.12亿吨。根据测算,上述产能升级将拉动总计超390亿元的空分设备需求。我们判断,国内设备及核心部机/件厂商将大幅受益此轮产能升级,同时伴随着需求的不断释放,各设备商有望迎来收入、毛利率双双提升。 积极从制造向制造服务转型,拥抱工业气体"现金牛"业务:2003年以来,以杭氧为首的空分设备及核心部机制造商积极探索气体外包业务,向"制造+服务"转型。不同于设备销售的周期性,气体业务能够为企业带来稳定的经营性现金流,并在甩掉折旧包袱后,盈利能力将得到显着提升,属于典型的"现金牛"业务。同时,近期零售气体价格的上涨将为企业获取更大的利润弹性。此外,我国工业气体行业整合初露端倪,宝钢气体挂牌出售51%股权,杭氧于7月14日公告参与此次竞买。 风险提示 钢价下跌、油价大幅波动的风险;工程融资风险;煤化工项目批复与开工不及预期;钢铁产能置换提前结束。浓度y2>x1。

分装置工艺流程

空分装置工艺流程采用液氧泵内压缩流程。


1）空气压缩


空气进入自洁式空气过滤器，过滤除去悬浮固体颗粒(污垢，灰尘等)后，进入空气压缩机压缩至所需压力，压缩机级间的热量被级间冷却器中的冷却水带走。空气压缩机升压后的空气，经冷却后产生的凝结水通过气侧疏水器排放。


2）空气预冷和纯化系统


由空气压缩机送出的热空气从底部进入直接接触式空冷塔，并与上塔喷淋而下的冷却水和冷冻水直接接触，空气被冷却和清洗。冷却水由冷却水泵提供，空冷塔所需要的冷冻水由水冷却塔产生，并通过冷冻水泵升压，经冷水机组（夏季和超标时使用）进一步冷却后进入空冷塔顶部。在水冷塔塔内，冷却水（循环水或新鲜水）与来自冷箱的部分干燥污氮直接逆流接触，使部分水蒸发并随污氮排放，同时使冷却水降温产生冷冻水。


离开空冷塔含有剩余杂质如水分、和微量碳化合物的冷空气进入两台分子筛吸附器之一，并采用两台交替循环操作方式，一台吸附除去剩余杂质，生产洁净干燥的空气，另一台则通过再生加热器将来自冷箱的污氮加温后送入含有饱和水及其它杂质的分子筛吸附器，排出的污将吸附器床层的水分等带走而使吸附剂再生。吸附剂为分子筛和活性氧化铝。吸附和再生的顺序操作在DCS控制下自动重复进行，每个循环周期约为480分钟。再生加热器的热源正常操作采用1.0MPaG的饱和蒸汽，特殊再生时采用2.5MPaG的饱和蒸汽。


3）热交换和制冷


由分子筛吸附器送出的干燥空气分成二股，第一股干燥空气在低压主换热器中与返流气体(压力、污氮等)换热达到接近空气液化温度约-170℃后进入下塔进行精馏。第二股空气进入空气增压机进一步升压，其中一部分空气从空气增压机的Ⅱ段抽出，压力约为2.8MPaA，送膨胀机的增压端增压后进入高压主换热器，在高压主换热器内被返流气体冷却，再经膨胀机膨胀制冷，膨胀后的空气进入汽液分离器，产生的气体进入下塔，液体节流后送入上塔。另一部分空气经空气增压机的末级排出，压力约为7.2MPaA经末级冷却器后进入高压主换热器，与返流的液氧和其他气体换热后被冷却，并经节流后进入下塔中部。


由空气增压机Ⅰ段抽出干燥空气，作为仪表空气和工厂空气送仪表空气贮罐。


4）空气分离


a.下塔（高压塔）：


送入下塔底部的空气穿过塔板向上流动使塔板上的液体部分蒸发，使易挥发的氮从液体中蒸出，蒸发潜热的交换使穿过塔板空气中的气体氧被冷凝。氧在沿塔向下流动的液体中富积，同时纯度在向塔顶流动的气体中逐步增加，从而在下塔塔釜中得到富氧液体空气，下塔顶部得到和中压。


下塔从上到下产生以下产品：





中压


贫液空


富氧液空


下塔各产品去向如下：


①富氧液空：


一部分经过冷器过冷后节流进入上塔，作为其回流液。


一部分过冷后送入粗氩塔冷凝器做冷源，被蒸发后送入上塔。


②页液空：


过冷节流后进入上塔，作为其回流液。


③：


一部分在过冷器中过冷后送入上塔顶部作回流液。


一部分在过冷器中过冷后作为产品送出。


④中压


一部分去主冷。


一部分抽出去低压换热器复热后作产品气。


b.上塔（低压塔）：


顶部产生，上部污、中部抽取氩馏份，底部产生液氧。氧的后提纯在上塔完成。上塔的精馏原理与下塔的精馏原理基本相同。在塔内氧浓度随向下流动的液体而逐渐增加，氮纯度随向上升的蒸气而逐渐增加。氧产品从上塔的底部以液态形式抽出，经液氧泵增压到所需的压力再经高压主换热器复热后送出界区。


塔各产品去向如下：


①顶部送出的产品经过冷器和高压换热器复热，大部分进入压缩机升压后作为产品送出界区。剩余部分送水冷却塔作为冷却水的冷源。


②从上塔上部送出的污体经过冷器和低压、高压换热器复热，一部分送分子筛再生加热器升温至分子筛所需的再生温度后送吸附器进行再生。另一部分进入水冷塔用于制造低温冷冻水供空冷塔使用。


③氩馏份从上塔中部抽出，经粗氩塔精馏在塔上部产生粗氩气；


④液氧从上塔底部抽出，在液氧泵中被压缩至所需压力，然后送到高压换热器中通过与高压空气进行热交换而得到高压氧气。


c.粗氩塔


粗氩塔的设置是为了提高空分装置的氧气的提取率及减小空气压缩机的排气量。从上塔（低压塔）中部抽出一股富含氩气的氧气、氩气和微量的混合物气流，送入粗氩塔底部，在塔内氩气在随气流上升的过程中逐渐富集，产生的粗氩气经塔顶粗氩冷凝蒸发器得到粗液氩和粗氩气，粗液氩作为粗氩塔回流液，粗氩气进入低压换热器复热到常温送出冷箱并汇集进入污管路。冷凝蒸发器的冷源为上塔抽出的经过冷和节流后的液体空气，经粗氩冷凝器蒸发后的液空蒸汽和底部少量液空分别由粗氩塔顶部和上部返回上塔（低压塔）。塔底产生的粗液氩由粗氩塔底部返回上塔。
用y-x图了解气液平衡时气液相浓度的关系非常清楚和方便，所以在二元溶液精馏过程中，分析塔板上气液浓度变化时常要用到该图。

空分行业核心价值观
安全 稳定
空分设备运行在大中型钢铁和化工设备企业，所产气体是企业运行不可或缺的原料，所以无论如何设备的安全稳定运行是首先要考虑的因素，一切的改革和选择都是围绕着“安全 稳定”来进行
高效 低耗
空分是耗能大户，无论是电能还是蒸汽都需要支付高额的运行费用，所以在选择空分和空分改造，均应该围绕着空分“高效 低耗”的原则。有些用户在前期选择空分是为了节省投资，选择了低效率的点击或者压缩机，这就会造成后期大量电能的浪费，运行成本提高的后果。
用心 敬业
空分设备涉及10大系统，至少6台动设备，几十个自动阀门，多处高压用电设备和仪控设备及分析仪器。
好多企业和相关人员，不把空分当回事，一旦出问题，将造成巨大的损失，在设计，制造，安装，操作，维护等等方面都需要可爱的、用心的、敬业的员工
创新 突
创新不仅仅限于设计人员，突破往往是用心的人在做。一个小小的创新，一个不经意间的小小变动，都会引领技术个革新，一切站在用户的立场上考虑，或许你距离成功的距离就会越来越短。
学习 互访
三天不学习赶不上刘少奇，学习进步，是*民族的传统美德，素质的提高和能力的提高都是造福空分行业的行为准则，不闭门造车，没有门第之见，相互学习，互相提高
至诚 守信
买卖双方增加互信，不要被低价蒙蔽眼睛；老板员工增加信任，提高员工积极性；老师与徒弟增加互信，让师傅舒服些，让徒弟多学些。

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