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1 津西第四届员工职业技能大赛制氧工复习题 一、填空题：1、空气中水蒸气的饱和含量与温度成（正比），与压力成（反比）。2、空气分离方法目前主要有（低温法）、（吸附法）、（膜分离法）应用最广泛的是（低温法）。3、空气中的主要成分是（氧气）和（氮气）。4、制氧机又叫（空气分离设备）。5、KDON10000/20000 三型空分设备：K（空气分离设备），D（低压），O（氧气产品），N（氮气产品），10000（氧产量），20000（氮产量）。6、钢铁企业，要求高纯度的氧气，含氧量应大于（99.5%）。7、空气中的稀有气体主要有：（氦气）、（氖气）、（氩气）、（氪气）、（氙气）。8、氧气的沸点是（-183）摄氏温度、氮气的沸点（-196）摄氏温度,氩气的沸点（-186）摄氏温度。9、氧气提取率以（产品氧中的总氧量）与（进塔加工空气中的总氧量）之比来表示。10、单位面积上的作用力叫做（压力）。11、绝对压力等于（表压力）加上大气压力。12、开尔文温度等于摄氏温度加上（273.15）13、压力越大空气中的水蒸气饱和含量（越少），温度越高空气 2 中的水蒸气饱和含量（越多）。14、低温法分离空气设备均由以下四部分组成：（空气压缩、膨胀制冷）；（空气中水分、杂质等净除）；（空气换热冷却、液化）；（空气精馏、分离、冷量回收及压缩）。15、空气分离设备按工作压力分为（高压流程）、（中压流程）、（低压流程）。应用最广泛的是（低压流程）。16、环境条件包括（大气压力）、（环境温度）、（大气湿度）、（空气中二氧化碳等杂质的含量）。17、为了（减少节流汽化率），因而设置了过冷器。18、人为获得低温的过程叫做（制冷）。19、制冷量有三种（节流效应制冷量），（膨胀机制冷量），（冷冻机提供的制冷量）。20、影响节流效应制冷量的因素：（节流前的温度），（节流前后的压差）。21、温度低于饱和温度的液体叫（过冷液体），比饱和温度低的温度叫（过冷度）。22、在理想状态下，空气压缩后温度不变高，与压缩前温度相等，称为（等温压缩）。23、膨胀机进、出口压力一定时，机前温度越高，单位制冷量（越大）。24、膨胀机后压力越高，膨胀机内的压降（越小），单位制冷量（越小）。3 25、判断冷箱内产生泄漏的主要标志是（主冷液面持续下降）。26、分子筛吸附剂的吸附顺序是（水分）（乙炔）（二氧化碳）等。27、对于吸附剂温度越高，吸附能力（越弱）。28、在大型空分设备上，最常用的是（13X）分子筛。29、（再生）是吸附的逆过程。30、纯化系统的工作周期通常定为（8 小时）。31、吸附剂的使用寿命正常情况下可达（24 年），影响其使用寿命的因素是（破碎问题）和（永久吸附问题）。32、空分设备中主要的换热器有（氮水预冷器）（主换热器）（冷凝蒸发器）（过冷器）（液化器）（冷却器）等等。33、氮对于（氧和氩）来说属于易挥发组分，而氩与氮相比是（难挥发组分），与氧相比是（易挥发组分）。34、筛板是由（筛孔板）（溢流斗）（无孔板）组成。35、溢流斗最主要的作用是（液封）。36、对于生产气氧的设备液空的纯度应在（38%40%）之间。37、下塔液氮取出量越大，液氮纯度（越低），而液空纯度会（提高）。38、回流比是指塔内（下流液体量）与（上升蒸汽量）之比。39、回流比减小，液空的纯度会（提高），液氮纯度会（降低）。40、当液空液面稳定时，液空节流阀的开度大小将反应（液空纯度的高低）。4 41、下塔的（液空）、（液氮）是提供给上塔精馏的原料液。42、进上塔的膨胀空气量增加，精馏段的回流比（减少）。43、每块塔板的阻力由（干塔板阻力）、（面张力阻力）、和（液柱静压力）三部分组成。44、气体的液化温度随压力的增加而（升高）。45、当压力一定时，气体的含氮量越高，则液化温度（越低）。46、当气氮的纯度一定时，温度越高，液化所须的压力（越高）。47、上塔液悬的主要特征是（液氧液面波动大，无法控制）。48、透平膨胀机由（蜗壳）、导流器、（工作轮）、（扩压器）等主要部件组成。49、离心式压缩机产生轴向位移，是由于（轴向力）的存在。50、再生的方法有（提高温度）和（降低压力）的方法。51、当机前温度和机后压力一定时，机前压力越高，单位制冷量（越大）。52、膨胀机绝热效率（越高），制冷量越大。53、从液空进料口至上塔底部塔板这一段叫（提馏段）。54、从液氮进料口至液空进料口段叫（精馏段）。55、精馏塔分为（筛板塔）和（填料塔）两大类。56、开口式活塞环分为（直切口）、（斜切口）、（搭接切口）三类。57、离心式压缩机密封按位置可分为（轮盖密封）、（级间密封）、（平衡盘密封）、（前、后轴封）四部分。58、氧取出量越大，氩馏分（越高）。5 59、液空调节阀的作用是（调节液空液面）。60、（回流比）是指塔内下流液体量与上升蒸汽量之比。61、制氧机除要达到的产品产量及纯度外，还有（单位电耗性能）（提取率）（启动时间）（运转周期）（加温解冻时间）（单位产量的金属消耗量）指标。62、型号为 KDON-1000011000。制冷系统是以（卡皮查循环）为基础的全低压循环。采用高效（透平膨胀机），膨胀工质为（空气），利用（增压机）回收部分膨胀功。63、制冷系统包括(空压机、膨胀机、节流阀及主换热器)。64、低压流程以卡皮查循环（低压透平膨胀机）为依据。全低压流程因为(能耗低，运转安全可靠)等诸多优点，被广泛推广和应用。65、进入上塔的允许膨胀量主要与上、下塔取出的(产品纯度)及上塔液体的(过冷度)有关，产品纯度低(允许膨胀量增加)。66、空分装置爆炸的原因一般有：液空和液氧中（乙炔与碳氢化合物）等杂质积聚和（操作不当）引起爆炸。67、为了提高分子筛对（二氧化碳）的吸附能力，压缩空气进入分子筛纯化器需要预冷到（815）。68、（冷凝蒸发器）是精馏所必需的换热设备，是联系上、下塔的纽带。69、过冷器常见有（液空过冷器、液氮过冷器）（纯液氮、污液氮）、（液氧过冷器）。6 70、气体在（节流时）,既无能量输出,也无能量输入,所以气体节流前后的能量保持不变,即节流前后的（焓值）相等。71、节流特点:节流效应与节流前的（压力和温度）有关。节流前的（温度降低）,节流效应增大。节流前的（压力增高）,节流效应变小。72、体在膨胀机中（等熵膨胀焓值下降温度必然降低）。73、影响透平膨胀机等熵效率的主要损失有（喷嘴损失）（工作轮损）（余速损失）（轮背摩擦鼓风损失）（泄漏损失）种 74、增压机与膨胀机互为依存关系它们具有（相同的转速），（相同的气量），（相同的功率）75、空气净化主要指清除空气中的（机械杂质）、（水分）和（二氧化碳）。净化主要采用过（滤法）、（冻结法）、（吸附法）等几种方法。76、过滤器的性能指标主要是（除尘效率）、（阻力）及（过滤器的容尘量）。77、自洁式过滤器由（高效过滤筒）、（文氏管）、（自洁专用喷头）、（反吹系统）、（控制系统）、（净气室）和出风口、框架等组成。78、制氧机应用的分子筛为（沸石分子筛）。它是结晶的硅、铝酸盐多水化合物。79、分子筛吸附剂的吸附特点（选择吸附）（干燥度很高）（有其它吸附能力）（具有高的稳定性）（加热可使其再生）80、换热器原理可分为三大类（混合式换热器）（蓄热式换热器）（间壁式换热器）81、板翅式换热器常用的翅片有三种型式：（光直型）、（锯齿型）和 7（多孔型）82、气液相平衡状态下，液面上方的蒸气叫（饱和蒸气），饱和蒸气对应的压力称为（饱和蒸气压）相对应的温度叫饱和温度，也叫（沸点）83、精馏塔为一直立的圆柱形筒体，筒内相间水平安装着（塔板）。每一块塔板均作为（气液直接接触进行热质交换的场）。精馏塔板分成（筛孔式）或（泡罩式）。84、填料塔分为（散堆填料）和（规整填料）两种，散堆填料是在精馏塔内充填（拉西环）和（鲍尔环）85、规整填料塔较之传统筛板塔具有（传质连续），（阻力小），（调节范围大）、（速度快），（制造安装简单），（能耗低）等优点。86、氩塔由（粗氩塔）和（精氩塔）组成，包括（粗氩塔冷凝器），精氩塔底部（蒸发器）和顶部（冷凝器），液氩泵，液化器。87、在上塔的精馏段和提馏段分别有（两个富氩区）。在精馏段，液相氩组份（高于）气相氩组份；在提馏段，气相氩组份（高于）液相氩组份。88、液氮蒸气压力过低时，液氮（温度）也低，容易引起（氩固化）而使精氩冷凝器停止工作 89、空透启动操作必须确认（压缩机）、（仪表电器）、（阀门）、（管道）、（冷却器）和供油系统等设备完好，安装正确，并确认（高低压电源）、（仪表气源）正常才能启动。90、H 型离心压缩机，为（双轴四级结构）形式。8 91、压缩机主要由（进气调节器）、（叶轮及转子）、蜗壳、轴承、（增速齿轮）、齿轮联轴器、（中间冷却器）等部分组成。92、空透气封有（级间密封）、轮盖密封、（平衡轴套密封）及轴端密封，各气封采用（迷宫式）密封，并根据压差大小和所在位置又做成（平滑型）、曲折型和（台阶型）的不同结构形式 93、转子由（主轴）及热套于其上的（叶轮）、（平衡轴套）、止推盘、（联接齿轮轴套）等组成。94、氧压机的内壁，以及氧气接触的一些碳钢、铸铁零件表面（镀铜防锈）。95、氧压机与空压机的防喘振系统有所区别，由（进口导叶）、（高压旁通管路）和（高压放空管路）组成。96、空分设备冷却过程，冷箱内温度逐渐降低，应及时启动（冷箱充氮系统），避免冷箱内出现负压，防止湿气吸入。97、积液阶段要尽量通过（底抽）使膨胀机机后温度降到最低值，还要严格控制不能突破（液化温度）。98、积液阶段要严格控制（主换热器）热端温差的平衡，尽量减少因（偏流）造成的冷量损失。99、膨胀空气进口以上段的液气比（降低），组分的（分离能力）减弱，使氩馏分中（氩含量）降低，（氮含量）增加。膨胀空气进上塔量（越大），氩馏分（越低）。100、上塔操作压力大幅度波动也会导致氩馏分中氩含量的变化，压力降低氩馏分（升高）9 101、氩泵预冷时打开氩泵（泵后吹除阀），缓开氩泵（进口阀），对泵体进行液体冷却。预冷过程中要不时地进行（盘车）以防抱轴。待泵后吹除口（完全为液体时），说明氩泵已经预冷好。102、（全精馏无氢制氩系统）在粗氩塔工况建立之前，要对系统进行一次仔细调整，应把整套空分设备作为一个整体考虑，不要顾此失彼。103、精氩塔投运时首先微量增加（精氩塔冷源），待精氩塔（压力下降）时，可适当减少（工艺氩）放空量，最终直至（工艺氩放空阀）全关。104、空分设备仪控系统的仪表有（检测登记表）、（显示仪表）、（控制仪表）及执行器四大类，仪控系统通常由现场仪表、机旁柜、（分析仪柜）、配电柜、(UPS)、(DCS)等构成。105、空分设备的流量测量中，主要采用的测量元件有(孔板)、威力巴、(低温液体流量计),(电磁流量计)、玻璃管转子流量计和金属管转子流量计等。106、空分设备的振动、位移测量一般采用（涡电流传感器）。107、（减少入塔膨胀量）能提高氩馏分中的含氩量。108、分子筛双层床是指在纯化器的空气进口处，先装一定量的（活性氧化铝），其上再加装一层（分子筛）。109、影响氧气纯度的因素有（氧气取出量过大）（液空中氧纯度过低）（进上塔膨胀空气量过大）（冷凝蒸发器液氧面过高）塔板效率下降、精馏工况异常、（主冷泄漏）110、塔板数是根据要求的氧、氮产品的（数量和纯度），设定的液 10 空、液氮的纯度，以及上、下塔的（工作压力）确定的。二、选择题：单选题 1.1 标准大气压等于（A）A0.1013Mpa B.0.101 Mpa C.0.13Mpa D.0.1012Mpa 2.万立制氧机液氧汽化器每小时汽化量为（B）A.5000 m3/h B.6000m3/h C.15000m3/h D.8000m3/h 3.1.5 万立设计每小时产液氧（B）A300m3/h B.400m3/h C.500m3/h D.600m3/h 4.分子筛冷吹峰值一般大于（A）为合格。A80 B.90 C.150 D.100 5.一标准状态是指（A）A0,1 标准大气压。B.20，1 标准大气压 C.25,1 标准大气压 D.30，1 标准大气压 6.我厂氧气球罐的储能（B）A.650 m3 B.2300m3 C.1300m3 D.2500m3 7.1 立方米液氧汽化成标准状态下的体积为（A）A.800 m3 B.780 m3 C.860 m3 D.700 m3 8.目前我厂高压汽化器的形式为（C）A.空浴式 B.装干塔空气加热式 C.水浴式 D.蒸汽式 9.3#、4#、5#、6#膨胀机风机侧制动形式为（A）A.增压机制动 B.风机制动 C.电机制动 11 10.液氧中总烃含量不超过（A）A.100mg/L B.30mg/L C120mg/L D200mg/L 11.分子筛工作温度适用范围一般为（B）A.812 B 815 C 615 D 818.12.液氧中的乙炔含量超过（B）报警.A.1ppm B.0.1ppm C.0.01ppm D.0.4ppm 13.出分子筛 CO2 含量超过（A）报警.A.2 ppm B.0.2 ppm C.1 ppm D.1.5ppm 14.下面操作，（D）能提高氩馏分中的含氩量。A减少氧产量 B增加氮产量C 增加入塔膨胀量 D减少入塔膨胀量 15.分子筛净化流程冷开车时间需要（A）A.36 小时 B.48 小时 C.24 小时 D.72 小时 16.1.5 万立主冷有(A)板式单元 A.5 个 B.6 个 C.3 个 D.4 个 17.1.5 万立分子筛为（A）A.卧式 B 立式 18.出分子筛的水分露点应低于（A）.A.-65 B.-40 C.-45 D.-60 19.分子筛冷吹峰值出现两个或多个,可能是因为(A).A.分子筛床层凹凸不平 B.分子筛超期使用 C.分子筛进水 D.分子筛粉碎 12 20.膨胀机的制冷量一般占总制冷量的(B).A.80%B.80-85%C.85%D.25%21.空分塔中温度最低的部位是(A).A.上塔顶部 B.膨胀机后 C.节流阀后 D.上塔底部 22.下列哪个换热器属于混合式(D).A.粗氩冷凝器 B.主冷凝蒸发器 C.膨胀空气换热器 D.精馏塔 23.我厂膨胀空气换热器采用(A)作为冷源.A.氧气 B.氮气 C.污氮气 D.空气 24.通常氧气纯度变化 0.1%,氩馏分中的含氧量约为(B)A.0.3%B.1%C.0.5%D.0.1%25.空气中氩的体积含量为(A)A.0.932%B.0.1%C.0.03%D.0.057%26.4#5#机组膨胀机密封气压力大于(B)允许启油泵 A.0.03Mpa B.0.2Mpa C.0.3Mpa D.0.4Mpa 27.3#机组粗氩 II 出口氩中含氮量超过（C）将连锁关 V705 V708 A.3ppm B.4ppm C.5ppm D.2ppm 28.产品氩中含氧含氩一般控制在（A）A.2 ppm 3ppm B.3ppm 5ppm C.2ppm 5ppm D.5ppm 5 41 答：气密结果大于 5，不合格。17.一条工期管道厂120m，内经为 200mm，管道供气压力为 0.5MPa（表压），30。求管道内气体在标准状态下的体积。（标准状态为25，一个大气压）答：解：求管道体积 V=3.14D2/4L =3.140.20.2/4120 =3.768m3 P1V1/T1=P2V2/T2 V2=P1V1T2/T1P2 =【（0.5+0.1）3.768（273+25）】/【(30+273)0.1】=22.25m3 18.一台氮气压缩机排气量在标准状态下为 3 m3/min,若将一个 4m3的高压罐充装至 10MPa，需多长时间（T1=T2）?答：已知：P1=0.1 MPa,P2=10+0.1=10.1 MPa,V2=4 m3 求：V1 解：由 P1V1=P2V2 得 V1=P2V2/P1=10.14/0.1=404 m3 时间 t=404/3=134.7min 答：需 134.7min 时间 19.理想状态下，某压缩机的绝对入口压力为 16.0MPa，绝对出口压力为 32.0MPa，求该压缩机最大理想状态下的压缩比？42 答：解：压缩比=绝对出口压力/绝对入口压力 =32.0/16.0 =2 答：该压缩机在理想状态下的压缩比是 2 20.某氧气瓶充瓶后压力为 10MPa，温度为 25，当运到施工现场时，温度降至-25.求气瓶内的压力？答：已知：P1=10+0.1=10.1MPa，T1=273+25=298K T2=273-25=248K,V1=V2 求：P2 解：由 P1/T1=P2/T2 得 P2=P1T2/T1=10.1248/298=8.4MPa 则气瓶压力为 8.4-0.1=8.3MPa 答：气瓶压力为 8.3MPa 六、简答题：1、离心式压缩机润滑油压力下降的原因？答：供油泵的故障 供油管路漏油 油过滤器及油冷却阻力大。油泵吸油管阻力大或漏气 油箱油位低。2、离心式压缩机轴承温度升高的原因？答：轴承已损坏 供油温度高 供油压力低，油量不足。轴承间隙太小或接触不良 压缩机振动过大 3、离心式压缩机常采用什么样的密封形式？答：梳齿式迷宫密封石墨环密封 固定套筒液膜密封 43 浮动环密式 机械密封 4、压缩机发生喘振有何现象？答：吸入压力和排出压力大幅波动。流量急剧下降及升高波动大。从电流表可发现表针大幅度波动。机器产生强烈振动，同时发生异常的气流噪音。5、离心式压缩机轴位移是如何产生的？答：离心式压缩机产生轴位移，首先是由于轴向力的存在，当气体通过工作轮时提高了压力，因此工作轮前后承受了不同气体的压力。6、空气分离有哪几种方法？答：低温法 吸附法 膜分离法 7、什么叫膨胀机制冷量？答：膨胀机对外输出功造成气体的压力温度降低，焓值减小，气体减少了能量，使它增加的吸热能力，称为膨胀机的制冷量。8、膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关？答：膨胀量越大，总制冷量越大。进出口压力一定时，机前温度越高，单位制冷量越大。当机前温度和机后压力一定时，机前压力越高，单位制冷量越大。膨胀机后压力越低，膨胀机内的压降越大，单位制冷量越大。膨胀机绝热效率越高制冷量越大。44 9、冷量损失分哪几种？热交换不完全损失跑冷损失其他冷损失 10、距冷损失的大小与哪些因素有关？答：绝热保冷措施运转的环境条件空分设备的形式与容量。11、脉冲式反吹自洁空气过滤的优点？答：液筒过滤效率高，阻力低，使用寿命常，能抗水雾。自动反吹清扫灰尘 达到自洁。设备检修维护方便费用低。加工空气不带油，没有危及空分设备安全问题。12、影响吸附剂吸附的主要因素？吸附过程的温度和被吸收组分的分压力。气体的流速。吸附剂的再生完善程度。吸附剂厚度。13、空分设备中常用哪些换热器？间壁式 蓄热式 混合式 14、水冷却塔有哪几种型式？答：填料塔 旋流板 筛板塔 15、冷凝蒸发器分哪几种形式？答：板翘式和管式；管式又分为长管、短管和盘管。16、溢流斗的作用？45 答：可起到液封的作用 液柱静压力下流 分离下流液中蒸汽泡，防止经过精馏提高了氮纯度的气体又返回到氮浓度较低的塔板上。17、下塔的的压力、温度、纯度之间有什么关系？答：压力一定时，气体含氮量越高，则液化温度越低。当下塔顶部温度不变时，含氮量越高，相应的液化压力也越高。当气氮的浓度一定时，温度越高，液化所需的压力也越高。18、精馏塔板分哪几种形式？答：筛孔塔板 泡罩塔板 浮阀塔板 19、喘振的外部原因？答：空分系统的切换故障 压缩机流道堵塞 压缩机进气阻力大 电网质量不好 压缩启动操作过程中，操作不协调，升压速度快进口导叶开度小 电器故障或连锁停机时放空阀或防喘振阀没有及时打开。20、离心式液氧泵常见故障？答：泵不能启动 启动后不排液 泵出口压力降低或流量不足 泵发生振动和噪声 外露中间座结霜 电动机电流超过额定值 21、工业噪声主要有哪些？答：工业噪声主要包括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。46 22、气体状态方程是怎样的？答：P1V1/T1=P2V2/T2 P1、V1、T1 分别表示“1”状态下的压力、体积、温度：P2、V2、T2 分别表示“2”状态下的压力、体积、温度。23、为什么压缩机各级排出口系统必须设置安全阀？答：防止压缩机各级出口超压，起到自动放空，报警作用，避免发生事故。24、什么叫安全生产工作的“五同时”？答：在计划、布置、检查、总结、评比生产的时候，同时计划、布置、检查、总结、评比安全工作。25、绝对温度与摄氏温度之间如何换算？答：绝对温度（K）=273+摄氏温度 26、空气中主要成分百分之比是多少？答：氧气：20.93；氮气 78.10；氩气：0.9325 27、绝对压力、表压和大气压的换算关系如何？答：绝对压力等于表压与大气压之和。28、什么叫吸附剂中毒？答：吸附剂被油、烃类等饱和后，不能解吸为永久吸附，称为吸附剂中毒。29、什么叫 PPm?答：溶液中溶质占溶液量的百万分之一为一个 PPm。30、什么叫压缩气体的三种过热过程？47 答：等温压缩过程、绝热压缩过程、多变压缩过程 七、论述题：1、主冷凝蒸发器泄露现象分析？答：主冷凝蒸发器氧侧与上塔相联，氮侧与下塔相联。一旦泄露，因氮侧压力高，势必气氮串入氧侧，从而使氧侧纯度下降。在实际操作中常发生主冷轻微泄露，造成气氧与液氧纯度差达 0.5%以上，尽管主冷轻微泄露对精馏影响不大，但也应采取必要措施进行补救。主冷发生严重泄露时可发现气氧纯度大大下降，在积液阶段液面无法上升，上塔压力升高，下塔压力下降，进装置空气流量增大。一旦发生主冷严重泄露，只能更换设备。尽管轻微泄露可以检修，但主冷检修很困难因此应注意防范。2、氧气纯度差的原因分析？答：工业用氧纯度规定为 99.5%O2,氧气纯度低炼出的钢质量差；用于气割、气焊将影响焊接质量；用于医疗就更不允许了。精馏工况异常时氧、氮纯度都将大幅下降，原因如下：塔板效率下降。精馏塔的塔体倾斜、塔板变形、筛孔堵塞等原因都将使氧气纯度下降。精馏工况异常。空分塔内发生“液泛”或“液漏”，氧气纯度下降。主冷凝蒸发器工作异常。主冷内存在杂质影响换热，主冷泄露等因素都将使氧气纯度下降。氧气取出量过大。从精馏工况看，氧气取出量过大，会使上 48 塔提留段上升蒸气量减少，回流比增大，下流液体多，势必氧气纯度下降。液空纯度过低。下塔是上塔的基础如果下塔液空纯度过低，势必影响氧气纯度，因此下塔的最佳精馏工况应是在液氮纯度合乎要求的情况下 冷凝蒸发器液氧面过高。当主冷液氧面上升时，说明下流液量大于蒸发量，提留段的回流比增大，造成氧气纯度下降 7进上塔膨胀空气量过大。进上塔膨胀空气量越大，排氮纯度越低，要保证送氧量，氧纯度必然下降。3、如何把氧产量调上去？答：影响氧产量的因素，除了尽可能减少空气损失，降低设备阻力，以增加空气量；尽可能减少跑冷损失、热交换不完全损失和泄露，以减少膨胀空气量外，这里主要从调整精馏工况的角度分析一下调整产量的方法:液面要稳定。液氧液面稳定标志着设备的冷量平衡。如果液面忽高忽低，调整纯度就十分困难。调节好液空、液氮纯度。下塔精馏是上塔的基础。液空、液氮取出量的变化，将影响到液空、液氮的纯度，并影响到上塔精馏段的回流比。如果液氮取出量过小，虽然氮气纯度很高，但是，给精馏段提供的回流液过少，将使氮气纯度降低。此时，由于液空中的氧气浓度低，将造成氧气纯度下降，氧气产量减少。因此，下塔的最佳精馏工况应该是在液氮纯度合乎要求的情况下，尽可能加大取出量。一 49 方面为上塔精馏段提供更多的回流液；另一方面使液空的氧浓度提高，减轻上塔的精馏负担，这样才有可能提高氧产量。调整好上塔的精馏工况，努力提高平均氮纯度。平均氮纯度的高低标志着氧损失率的大小。而平均氮纯度又取决于污氮纯度的高低，因为污氮气量占的比例大。污氮气的纯度主要也是靠下塔提供合乎要求的液氮来保证的。当下塔精馏工况正常，而污氮纯度仍过低时，则可能是上塔的精馏效率降低；或是膨胀空气量过大；或是氧取出量过小、纯度过高，使上升蒸气量增多，回流比减小。要改善上塔的精馏工况，主要是控制氧、氮取出量。一方面，二者的取出量要合适；另一方面阀门开度要适度，以便尽可能降低上塔压力，有利于精馏，以提高污氮纯度。4、自动和手动操作倒换时应注意什么？答：空分设备在正常运转过程中一般采用自动调节，但有时还需要好、手动操作。自动与手动操作的倒换是通过切换开关进行的。在使用气动调节器时，从手动往自动倒换时，应该使手动操作的输出值稳定在调节器的给定值上，才能把切换开关从手动打到自动，否则在切换时会使阀门急剧开关，造成工况波动。当从自动转为手动时，应把手动拨盘拨到与指示的输出值相应的位置，再把开关从自动切换到手动，以免在倒换时输出信号发生变化。遵循“无扰动操作”。5、哪些因素影响孔板流量计读数的准确性？答：孔板流量计读数不准与下列因素有关：孔板加工质量。孔板的入口边缘必须特别注意做得尖锐，不能 50 圆滑；孔板的入口面和内孔面要光洁，不能有斑点、飞刺、划痕等缺陷；孔板及环室不应锈蚀或脏污。安装质量。孔板安装应在支管段内，在孔板前 10D(管径)和孔板后 5D 的一段距离的管道内，不允许有突出的垫料、焊狠和脏物。孔板安装方向正确，孔板安装中心必须和管道中心重合，对不同流体的孔板不能替换，因为流量计算公式中的系数 K 与流体密度等因素有关，流量和压差的关系也就不同。3使用条件。当被测流体中有水分时，应注意气水分离，并对测管进行加热，防止水分析出或冻结;要保证取压管的气密性，不得漏气；当实际温度及压力与设计值差别过大时，应对读数进行修正。6、为什么下塔压力比上塔压力高？答：为了实现上、下塔的精馏过程，必须使下塔顶部的气氮冷凝为液氮，使上塔底部的液氧蒸发为气氧。这个过程是通过冷凝蒸发器，用下塔的气氮来加热上塔的液氧，使其蒸发放气氧，而气氮本身因放出热量而冷凝成液氮来实现的。为此，要求冷凝蒸发器的冷凝侧（即氮侧）的温度高于蒸发侧（即氧侧的温度），并保持一定的温差（一般在 1.0-2.50C）。我们知道，在同样压力下，氧的沸点比氮高，无法达到上述目的。但是，气体的液化温度和液体的气化温度与压力有关，而且随压力的增加而升高。例如在 0.14Mpa 下液氧的蒸发温度是 93.2K，气氮的冷凝温度是 80K；而在 0.58Mpa 下，气氮的冷凝温度是 95.6K，为实现用气氮来加热液氧的目的，就必须把氮侧的压力提高，使氮的冷 51 凝温度高于氧的蒸发温度，并保证一定的传热温差才行，所以下塔压力比上塔高就是要保证主冷的正常工作，以实现上、下塔的 7、如何提高氩气产量？答：调节空分冷量平衡，增加粗氩系统冷量。调节主塔工况，增加氩馏分的取出量。3调节粗氩塔工况，增加粗氩量。调节精氩塔工况，提高氩产量。8、为什么分子筛纯化器采用双层床？答：分子筛双层床是指在纯化器的空气进口处，先装填一定量的活性氧化铝，其上再加装一层分子筛。分子筛纯化器首先吸附空气中的水分，吸附水分后，势必影响对二氧化碳分子的吸附，活性氧化铝对于含水量较高的空气，吸附容量比较大，但是随着空气含水量的减少，吸附容量下降很快，而分子筛即使在含水量很低的情况下，同样具有较强的吸水性，铝胶解吸水分很容易，可降低再生温度；他对水分的吸附热也比分子筛小，使空气温升小，有利于后部分子筛对二氧化碳的吸附；铝胶还具有抗酸性，对分子筛起到保护作用，活性氧化铝颗粒较大，且坚硬，机械强度高，吸水不龟裂、粉化，同时活性氧化铝层处于加工空气入口处，还可以起到均匀分配空气的作用，基于这些特点，有的纯化器采用双层床结构，可延长纯化器的使用时间。9、回流比对精馏工况有什么影响？答：精馏产品的纯度，在塔板一定的条件下，取决于回流比的大小。回流比大时所得到的气相氮纯度高，液相氧纯度低。回流比小时得到 52 的气相氮纯度低，液相氧纯度高。这是因为温度较高的上升气与温度较低的下流液体在塔板上混合，进行热质交换后，在理想情况下他们的温度可趋于一致，即达到同一温度。在这个温度介于原来的的气、液温度之间。如果回流比答大，即下流的冷液体多或者上升的蒸气少时，则气液混合温度比必然偏于低温液体一边，于是上升蒸气的温度、降就大，蒸气冷凝得就多。因氧是难挥发组分，故氧组分冷凝下来相应也较多些，这样离开塔板的上升气体的氮浓度也提高得快，。每块塔板都是如此，因此在塔顶得到的气体含氮浓度就高。另一方面，因为气液混合温度偏于低温液体一边，于是下流液体的温升就小，液体蒸发得也少，因而液体中蒸发出来的氮组分相应也少些，这样离开塔板的下流液体中氧浓度就提高得慢。每块塔板都是如此，因而在塔底得到的氧浓度就低。回流比小时则与上述情况相反，不再重复。精馏工况的调整，实际上主要是改变塔内各部位的回流比的大小。操作工人常说的精馏塔塔温高，实际就是指回流比小；塔温低，就是回流比大的情况。10、透平膨胀机如何产生冷量？答：透平膨胀机是一种旋转式制冷机械当具有一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后，被均匀分配到导流器中，导流器上安装有喷嘴叶片，气体在喷嘴中将气体的热力学能转化成流动能，气体的压力和焓降低。当高速气流冲到叶轮的叶片上时，推动叶轮旋转并对外做功，将气体的动能转换成为机械能。从气体流经膨胀机的整个过程来看，气体压力降低是一膨胀过程，同时对外输出了功。输出外功是靠消耗了气体内部的能量，反映出温度降低和焓值的减小，即是从气体内部取走了一部分能量，也就 53 是通常所说的制冷量。11、论述空气经压缩和冷却后为什么会有水分析出?答：在吹除空压机各级的油水时可以看到，从分离器中总有不断吹出大量水分。这些水是从哪里来的呢?这是由于在每立方米的空气中所能容纳水分量主要是取决于温度的高低，而与空气总压力的大小关系不大。随着压力的提高，析出的水分就越多；冷却效果越好，析出的水分也越多。12、论述空气经过冷却塔后水分含量为什么会减少?答：对低压空分装置，从空压机排出的压缩空气的绝对压力在0.6MPa 左右。空气经压缩后，单位体积内的含水量增加，使其水分含量达到当时温度对应的饱和含量。空气在流经空气冷却塔时，随着温度的降低，相应的饱和水分含量减少，超过部分就会以液体状态从气中析出。这部分水蒸气凝结成水，同时放出冷凝潜热，不仅使冷却水量增加，而且水温也会有所升高。但空气出塔温度是降低的，因此，空气在冷却塔中，虽然与水直接接触，但水分含量反而会减少。13、.论述环境条件变化对空分设备的性能有什么影响?答：环境条件包括大气压力、环境温度、大气湿度以及空气中CO2 等杂质的含量等。这些条件随地区、气候条件变化，对相同的空分装置也会显示不同的性能。1)大气压力的影响。大气压力在 0.1MPa 附近波动。大气压力降低将使空压机的压缩比增大。大气压力降低 0.01MPa，会使空压机的压缩比增加 6%8%，增加压缩的能耗。此外，由于质量比体积增大(密 54 度减小)，空压机的排气量减小，相应的氧产量也会减少，制氧的单位电耗增大。2)环境温度的影响。环境温度升高，会使空压机的排气量减小，轴功率增大。环境温度升高 3，轴功率约增加 1%。此外，环境温度升高也会使空压机的排气温度升高，冷损增大，要求有更多的制冷量来平衡冷损，最终会导致能耗增加。3)空气湿度的影响。空气的湿度增大，使压缩机功的一部分消耗在压缩水蒸气上，造成空压机的轴功率增大。4)空气中杂质的影响。空气中的杂质含量增加，使得分子筛吸附器净化的负荷增大。14、为什么吸附器再生后要进行冷吹后才能投人使用?答：加温是利用高温下吸附剂的吸附能力下降的特性，驱走被吸附剂吸附的水分或二氧化碳等物质。因此，在再生温度下吸附剂实际上已没有再吸附的能力，只有将它冷吹后，温度降至正常工作温度，才能为再次吸附作好准备。此外，在对干燥器再生时，当加温气体出口温度达 50就停止加热了，然后进行冷吹。而在 50时吸附剂并未完全解吸。但是，冷吹可以将气体入口处的硅胶积蓄的热量赶向出口硅胶层，出口温度在冷吹之初将进一步升高到 80100，使之进一步再生。因此，冷吹之初也是再生的继续。15、对分子筛纯化系统有哪些节能措施?答：分子筛纯化系统目前多数采用加热再生法(TSA)，其能耗占 55 总能耗的 5%左右。在中、大型空分装置的分子筛纯化系统中，为了减少分子筛的用量，提高分子筛对二氧化碳的吸附容量，取空气入分子筛纯化器的温度 815。为了预先降低空气温度，采用氮-水预冷系统加冷冻机提供冷冻水冷却，或者空气在氮-水预冷系统中冷却后再由氨制冷机加以冷却的措施。这也增加了分子筛纯化系统的能耗。可见，采用对二氧化碳有较强吸附能力的分子筛，提高进入纯化器的空气温度，显然是一条有效的节能途径。例如，现在采用 13X 碳分子筛代替 5A 分子筛。此外还有以下几条有效的节能措施：1)采用活性氧化铝与分子筛双层床。这一措施可以降低再生温度，从而达到节能目的；2)加热再生操作中，采用加热一冷吹分阶段方式。加热时不是将整个床层的吸附剂都达到彻底再生的温度-200以上再停止，而是出口达 50左右就停止加热，转入冷吹。冷吹是加热再生的继续，是用床层本身积蓄的热量来解吸再生。这样的操作既保证了彻底再生，又缩短了加热时间；3)在纯化系统的电加热系统中设置蓄热器。纯化系统中的再生加热器是间断工作的，使用时要求电加热器的功率较高。如果采用功率较小的电加热器，另外设置一个蓄热器，让电加热器连续工作，将热量储存在蓄热器中。加热再生时，可由蓄热器补充足够的热量；56 4)用余热蒸汽加热器代替电加热器。冶金企业和化工企业中都有大量的余热。将余热锅炉获得的蒸汽，用于纯化器的加热再生，可节约能源消耗；5)采用变压解吸的 PSA 系统。变压再生的纯化系统(PSA)，分子筛床层的再生依靠降压来实现，床层不需要加热，故相对 TSA 较为节能；6)用空压机出口的压缩空气预热再生用的污氮。加工空气经空压机压缩后温度可升高至 7080，用它来预热再生的污氮气，既可以节能，又可使加工空气得到冷却。16、空分设备中的低温换热器为什么多采用铝材或铜材?答：从传热的角度来看，通过管壁(或板壁)导热能力的强弱会影响到换热器的传热量。材料的导热能力用热导率入表示，它是指当壁厚为1m，温差为 1时，在单位时间(s)通过单位面积(m2)传过的热量的大小(J)，单位为 w/(m)。因此，热导率越大，说明导热能力越强。不同物质的热导率不同，就同一物质而言，它还和它的结构、密度、湿度、温度以及压力等许多因素有关，铜的热导率约为钢的 8 倍；铝的热导率约为钢的 4 倍多。在换热器内，对于一定的热负荷来说，就可以减少所需的传热面积，因此多采用热导率高的铜材或铝材。17、空分设备为什么要设置氮水预冷器?答：全低压空分设备普遍设有氮水预冷器。它主要是利用污氮中水的未饱和度，使部分水蒸发。水蒸发时吸收汽化潜热，使冷却水温 57 降低，再利用它来冷却加工空气，降低进塔空气温度。因此，它包括空气冷却塔和水冷却塔。设置氮水预冷器的根本目的是降低空气进空分塔的温度，避免进塔温度大幅度地波动。降低进塔空气温度，不仅能提高空分设备的经济性，而且降低了空气中的饱和水分含量。其次，在空气冷却塔(喷淋冷却塔)中，空气和水直接接触，既换热又受到了洗涤，能够清除空气中的灰尘和溶解一些有腐蚀性的杂质气体。由于空气冷却塔的容积较大，对加工空气还能起到缓冲作用，空压机在切换时不易超压。对于分子筛吸附净化流程，分子筛的吸附容量与温度有关，温度越低，吸附容量越大。对一定大小的吸附器工作周期可以长，或对于一定的吸附周期，设计的吸附器容积可以较小，所以也要求将空气预先冷却到尽可能低的温度。在氮水预冷器中充分回收、利用氮气的冷量来冷却空气。18、加工空气量不足对精馏工况有什么影响?答：当空气量减少时，塔内的上升蒸气量及回流液量均减小，但回流比仍可保持不变。在正常情况下，它对氧、氮产品纯度影响不大。根据物料平衡，加工空气量减小时，氧、氮产量都会相应地减少。当气量减小时，蒸气流速降低，塔板上的液量也减少，液层减薄，因此塔板阻力有所降低。同时，由于主冷热负荷减小，传热面积有富裕，传热温差也可减小。这些影响将有利于降低上塔和下塔的压力。58 当气量减少过多时，可能出现由于气速过小而托不住筛孔上的液体，液体将从筛孔中直接漏下，产生漏液现象。下漏的液体没有与蒸气充分接触，部分蒸发不充分，氮浓度较高。这将使精馏效果大大下降，影响到产品