1、空分设备及其性能特点
1.1空分设备
空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。
目前我国生产的空分设备的形式、种类繁多。有生产气态氧、氮的装置，也有生产液态氧、氮的装置。但就基本流程而言，主要有四种，即高压、中压、高低压和全低压流程。我国空分设备的生产规模已经从早期只能生产20m3/h(氧)的制氧机，发展到现在具有生产20000 m3/h、30000 m3/h和50000 m3/h(氧)的特大型空分设备的能力。
1.2空分设备的基本系统：
空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本系统：
1.2.1杂质的净化系统：主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。
1.2.2空气冷却和液化系统：主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。
1.2.3空气精馏系统：主要部件为精馏塔(上塔、下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀。起到将空气中各种组分分离的作用
1.2.4加温吹除系统：用加温吹除的方法使净化系统再生。
1.2.5仪表控制系统：通过各种仪表对整个工艺进行控制。
2.空分设备表面清洁度及其检查方法
2.1空分设备容易发生燃烧的原因
发生燃烧甚至爆炸必须满足3个条件：有一定数量的可燃物质、存在相应数量的氧化剂、最低限度的能量保障。空分设备工作环境的最大特点是在低温或常温条件下流通着介质氧。纯氧是强氧化剂，即使在-183℃的液化低温状态下，只要易燃易爆物的数量或浓度超过爆炸极限，介质氧由于高速流动摩擦所产生积累的能量达到一定值时，仍然会发生爆炸，造员伤亡和设备损坏。故此空分设备中凡能与介质氧接触的部分，其表面清洁度要求都很高，不允许有机械杂质及油脂等有机物存在，这些物质必须清除干净。
空分设备禁油零部件的脱脂清洗就是通过物理或化学的方法，选用适当的清洗剂通过特定的清洗工艺对其表面进行处理，保证其表面有机物的浓度控制在爆炸极限以下。这是空分设备安全运行的必要措施，经表面处理后，还要经严格的检查与检验，才能投入使用。
2.2空分设备表面污垢的种类
检查空分设备表面清洁度的指标应包括以下四类物质：
(1)固体物质：有机物如有机防锈剂、木质、纸、纤维、涂料等;焊接熔渣及飞溅物、金属屑、焊丝及其他金属物;砂子及类似的颗粒物质，以及在工作条件下可能溶解的其它物质。
(2)清洗液及水
(3)浮锈及氧化皮
(4)矿物油及油脂
2.3表面清洁度的检查方法
固体物质、清洗液、水及锈疤可以直接用眼睛目视检查。在明亮灯光照射下，眼睛观察被检设备表面，察看有否残留的固体物质。不允许有直径(或对角线)超过0.5mm的固体颗粒存在，直径(或对角线)在0.25～0.5mm之间的固体颗粒总和应少于100粒/m2，并且不得有纤维、灰尘和织物存在。个别残留的纤维其长度不得超过2mm;不允许有残余的清洗液和水存在，表面应该完全干燥。
矿物油及油脂的测定可分为直接检查法和定量测定法。直接检查法有滤纸擦拭法、紫外荧光法、涂水试验法和滴水扩散法等，定量分析法可分为重量法和油分浓度测定法。
目前我国空分设备表面残油量的测定基本上以油分浓度测定法为准，也以该法应用最广。
3.空分设备表面油脂残留量标准的确定
空分设备的脱脂清洗，就是为了去除部件表面的油脂，以达到符合标准规定的表面油脂残留量的要求。标准所规定的残油量越低，对清洗设备的要求也将越高，清洗工艺也将更繁琐，劳动强度、清洗成本均将大幅度提高。空分设备禁油的零部件表面残测量的标准应该如何确定?本人以为其原则应是既要贯彻ISO9000，确保产品质量，能保证系统运转的绝对安全，同时残油量的数量值又要定得合理、恰当。
我认为这个合理数值的实质是油脂在氧介质中的行为、富集和爆炸的极限浓度。一些文献综述的文章[1]及Mckinley.c[2]等都指出，溶解于液氧中的碳氢化合物的混合物爆炸下限可取5%(克分子)甲烷当量。混合物中碳氢化合物浓度超过上述极限时，就会成为易爆混合物，有特殊的危险性。
这一极限浓度也适合于碳氢化合物以悬浮体或乳胶体形式在液氧中均匀分布。5%克分子甲烷当量经换算后，相当于28kgCnH2n/m3液氧。液氧中的油脂来源于空分设备内跟介质氧接触的表面残留的油垢。不同比表面的零部件的油富集度不一样，单位容积的表面越大，则富集度越大。我们假设表面残油全部进入液氧时，经换算可以求出不同比表面的零部件表面残油量的极限值(见表1)。
表1不同比表面产品残油量极限计算值
产品比表面积残油量极限计算值
名称规格g/m2μm
规整填料750#350# 750350 3580 4194
氧冷却器160 175 200
液氧低温贮槽50m3 100m3 42 700014000
由表1看出，若空分系统中和介质氧接触的表面残留油脂绝对均匀地分散在液态氧中(这是一种实验室里的理想状态)，那么发生爆炸的极限油脂残留量是相当高的。
器壁上的油在低温状态下的形态实际如何呢?“低温条件下结构填料上油膜性能”[3]一文介绍了林德、Anton Kirzinger等所做油膜在氧气及液氧中的性能研究。Kehat使用正十六烷作为典型物质，在液氧中做燃烧实验，在低温下，位于不锈钢管壁的正十六烷膜会固化，当油膜厚度>5g/m2时，观察到一部分油层剥落，形成的固态的正十六烷膜在液氧表面浮动。尽管正十六烷在环境温度下具有流动性，而在低温条件下会剥落，Kehat还是不能将油点燃，因而他提出在用氧系统中，大约5 g/m2的油污染是可以容忍的。
