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空分操作问答(41-50)

   2010-03-25 930
导读

41. 为什么说主冷液面上升或下降是冷量是否充足的主要标志?42. 精馏塔内各块板上温度为什么不同?它受什么因素影响?43

空分问答一共70题,分为以下几篇文章:

  1. 空分操作问答(01-10)
  2. 空分操作问答(11-20)
  3. 空分操作问答(21-30)
  4. 空分操作问答(31-40)
  5. 空分操作问答(41-50)
  6. 空分操作问答(51-60)
  7. 空分操作问答(61-70)
本文导读(点击问题跳到答案)


41. 为什么说主冷液面上升或下降是冷量是否充足的主要标志?
42. 精馏塔内各块板上温度为什么不同?它受什么因素影响?
43. 哪些因素会影响塔板阻力的变化?观察塔板阻力对操作有何实际意义?
44.什么是液泛?产生液泛时会有哪些现象出现?
45.临时停车时,液空、液氧液面为什么会上升?
46.加工空气量增增加对精馏工况有什么影响?
47.加工空气量不足对精馏工况有什么影响?
48. 什么叫冷量损失?分哪几种?
49.空分装置的制冷量消耗在什么地方?
50.跑冷损失的大小与哪些因素有关?

41. 为什么说主冷液面上升或下降是冷量是否充足的主要标志?

答:空分装置在稳定工况下,装置的产冷量与冷量消耗保持平衡,装置内各部位的工况不随时间而变化,主冷中的液氧面也保持稳定仅有波动,无明显上升或下降趋势。

当装置冷量多余,进入下塔的空气的含湿量过多,在下塔顶部冷凝器中需冷凝气量减少,相应的液氧蒸发量也减少,液氧液面就会上升,反之,装置冷量不够,进入下塔的空气在下塔顶部冷凝器中所需冷凝的气量增加,相应地液氧蒸发量也增加,液氧液面下降。因此,主冷中液氧面的变化是判断装置冷量是否充足的主要标志。
说是主要标志。这是因为其它因素也可能影响液氧液位的变化,例如下塔液空调节阀LICA960001,夜空分离器液位调节阀LIC960004开度过大,都会引起主冷液位上升,但同时,精馏塔下塔液位或液空分离器液位就会下降,这种情况并不能说明冷量过剩了,因此实际操作中应做全面分析,从而得到准确判断。

42. 精馏塔内各块板上温度为什么不同?它受什么因素影响?

答:塔板上的温度取决于它上面的气液温度,而气液温度的高低又决定于塔的压力和它们的含氮浓度。在一定压力时,含氧浓度越高,它的温度越高。众所周知,无论是上塔或下塔,气液的含氧浓度都是下面高.越往上含氧浓度越低,因而温度也是越往上越低,另外,压力越高时,气液的饱和温度也高,当系统压力上升时,各塔板的温度也要上升。总的来说.当回流比增大.系统工作压力降低时,塔温度下降,反之,则升高。

43. 哪些因素会影响塔板阻力的变化?观察塔板阻力对操作有何实际意义?

答:影响塔板阻力的因素包括筛孔孔径大小、塔板开孔率、液体的重度、液体的表面张力、液层厚度、蒸汽的重度和蒸汽穿过筛孔的速度等等。其中蒸汽和液体的重度以及液体的表面张力在生产过程中变化很小。孔径大小和开孔率虽然固定不变,但当筛孔被堵塞时也会发生变化,造成阻力增大。此外,液层厚度和蒸汽穿过筛孔的速度取决于下流液体量和上升蒸汽量的多少,在操作中将有可能发生变化,从而影响塔板阻力的变化。特别是筛孔速度对阻力的影响是成平方的关系,影响较大。所以,在实际操作中可以通过塔内各部分阻力的变化来判断塔内工况是否正常。

如果阻力正常,说明塔内上升蒸汽速度和下流液体的数量正常。如果阻力增大,说明上升蒸汽量过大或下流液体量过大。

44.什么是液泛?产生液泛时会有哪些现象出现?

答:在精馏塔内,气液两相是逆向流动,当两相流速都较小时。任一相的流动都不会受到另一相的牵制。两相流速增大,部分液滴可被上升气流夹带至上一塔板。液相中也可夹带部分汽泡进入降液管。这种夹带现象,随流速的增加而加剧,严重时会导致流通阻塞,造成液泛。液泛是气液两相作逆向流动时的极限。

产生液泛时,精馏塔压差会急剧上升,液面下降,而后压差又突然下降,液面激增,此过程反复出现,同时,精馏塔压力也产生波动,导致产品纯度下降。

45.临时停车时,液空、液氧液面为什么会上升?

答:在正常运行时,精馏塔板上的液体由于上开蒸汽穿过小孔有一定的速度,能将液体托住。阻止液体从小孔漏下,而只能沿塔板流动,再通过溢流斗流至下块塔块。停车后,由于上升蒸汽中断,塔板上的液体失去了上升蒸汽的托力,便由各块塔板的筛孔顺次流至底部,积存于冷凝蒸发器和下塔低部。因此,临时停车时,液氧、液空液面均会上升。

46.加工空气量增增加对精馏工况有什么影响?

答:加工空气量增加,精馏塔内上升蒸汽量增加,主冷凝器中冷凝的液体量也相应增加,故它对塔内的回流比基本没有影响,气量只要保证在一定范围内。氧氮纯度基本不变,而产量将随空气量的增加按比例增加,但是随着主冷中冷凝液量增加,主冷热负荷加大,当传热面积不足时。主冷温差必然扩大,下塔压力相应升高。同时,由于塔内气体流速增大,下流液体量增加,塔板上液层加厚,使塔板阻力增加,上、下塔压力也会相应提高,这样将对氧、氮分离带来不利影响,同时使能耗增加。

当气量过大,塔板阻力及下流液体流经溢流斗时的阻力均会增大很多,造成溢流斗内液面升高。直至发生液体无法下流的液泛现象。这样将破坏精馏的正常工况。

此外,由于上升蒸汽流速增大,容易将液滴带至上一块塔板,影响精馏效果,使氮纯度降低,从而降低氧提取率。

47.加工空气量不足对精馏工况有什么影响?

答:根据物料恒算,知加工空气量减少,氧氮产量亦需同步减少,当气量减少时,蒸汽流速减小,塔板上液体量也减少,液层减薄,因此塔板阻力降低,同时由于主冷热负荷减少,传热面积有富余,传热温差可减小,这些影响使上、下塔压力均可降低。

当气量减少过多时,气体流速过低,托不住筛孔上的液体,会发生液漏,破坏精馏效果,影响氧氮纯度。

48. 什么叫冷量损失?分哪几种?

答:低温物体所具有的吸收热量的能力称为有一定冷量。如果这部分冷量未功以使用,则称为冷量损失。如它包括以下几介方面:

(1)热交换不完全损失。低温气体在离开装置时,在理想状态下,它应复热到与正流空气进装置的温度相等。这样,冷量可以全部回收。实际上使用的换热器不可能达到这种理想的要求,低温气体离开装置时总是低于正流空气进装置的温度。因而产生冷损,这种损失可以通过增大换热面积的办法来使之减少。

(2)跑冷损失。由于装置的工作温度很低,虽然加有保冷层,但周围空气温度高于装置内的温度,仍不可避免地将一部分热量传入内部,使低温物体温度升高,消耗了一部分冷量。这部分冷量叫跑冷损失。

(3)液态产品的冷量损失。当装置生产一部分液态产品时,这部分低温液体离开装置而带走的冷量称液态产品的冷量损失。

(4)其它冷损失。在排放液体时,或当装置有泄漏时,需要额外消耗一部分冷量,或损失一部分低温液体或气体,这种损失属于其它冷损。

49.空分装置的制冷量消耗在什么地方?

答:在启动初期,装置各部分都处在常温下,这时需要通过制冷使装置各部分温度逐渐降低,这时冷量消耗在设备降温上;在启动后期积液阶段,所需的制冷量最大,此时冷量消耗在液体积累上;在正常运行时,制冷量消耗在冷量损失和生产液体产品上,此时,如果没有冷量损失,也不生产液体产品,即所有的冷量都能加以回收的话,则不需要在制冷了。

50.跑冷损失的大小与哪些因素有关?

答:跑冷损失取决于由周围传入装置内部的热量。它的大小与以下因素有关:

(1)空气装置的容量与型式
随羞装置容量增大,相对于每1标米3加工空气量的跑冷损失(单位损失)来说是减小的,对板翅式空分装置,由于换热器结构紧凑,体积小,所以冷损也相应减小。

(2)运转的环境条件
传热量与传热温差成正比,环境温度越高,与装置内的温差越大,则跑冷损失越大。

(3)绝热保冷措施
一般在冷箱内充填有导热性能差的绝热材料,如珠光砂或矿渣棉等。其保冷情况除与绝热材料的性能、充填层高度、厚度、支架及吊架的绝热、措施等因素有关外,还与充填情况有关。保冷箱的死角内保冷材料最好充满;所充填的保冷材料必须干燥;保冷箱应密封并充以少许的干燥气体使保冷箱内具有一定的正压,以防外界湿空气侵入。
 
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