1、1制氧/制氮工艺空气中含氮气 78%，氧气 21%。由于空气是取之不尽的免费原料，因此工业制氧/ 制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。制氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。【制氧/制氮目的 】：制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。工业制氧工业制氧是指制造大量氧气，注重成本，讲究大量制取，对纯度要求一般不会太高。大致可分为以下几种方法（一）物理制氧1、空气冷冻分离法 空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同（氧气沸点为-183，氮气沸点为-196），从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、
2、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却，使之成为液态空气。然后，利用氧和氮的沸点的不同，在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝，将氧气和氮气分离开来，得到纯氧(可以达到 996的纯度)和纯氮(可以达到 999的纯度)。如果增加一些附加装置，还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气，经过压缩机的压缩，最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存，或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气，虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，但是产量高，每小时可以产出数干、万立方米的氧气，而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库
3、储存的空气，所以从 1903 年研制出第一台深冷空分制氧机以来，这种制氧方法一直得到最广泛的应用。 2、分子筛制氧法（吸附法）利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。首先，用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中，空气中的氮分子即被分子筛所吸2附，氧气进入吸附器内，当吸附器内氧气达到一定量（压力达到一定程度）时，即可打开出氧阀门放出氧气。经过一段时间，分子筛吸附的氮逐渐增多，吸附能力减弱，产出的氧气纯度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮，然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法。最近，利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来，便于家庭使用。 3
4、、电解制氧法 把水放入电解槽中，加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度，然后通入直流电，水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧，同时获得两立方米氢。用电解法制取一立方米氧要耗电 1215 千瓦小时，与上述两种方法的耗电量（ 055060 千瓦小时）相比，是很不经济的。所以，电解法不适用于大量制氧。另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集，在空气中聚集起来，如与氧气混合，容易发生极其剧烈的爆炸。所以，电解法也不适用家庭制氧的方法。 （二）化学制氧 工业和医用氧气均购自制氧厂。工厂制氧的原料是空气，故价格非常便宜。但是，氧气的贮存（高压氧气用钢瓶、液氧要用特殊贮罐）、运输、使用不太方便。因此远离氧
5、气厂的偏远山区运输困难，另外有些特殊环境如病人家中、高空飞行、水下航行的潜艇、潜水作业、矿井抢救等携带巨大笨重的钢瓶极为不便，小型钢瓶贮氧量小，使用时间短，因此就出现化学制氧法，在化合物中以无机过氧化物含氧量最多且易释放，目前化学制氧多采用过氧化物来制氧。 对无机过氧化合物的科学研究开始于 18 世纪。 1798 年德国自然科学家洪堡(Alexandervon Humboldt)采用在高温中把氧化钡氧化的方法，制取了过氧化钡。1810 年法国化学家盖一吕萨克(JosephLouis GayLussac)和泰纳尔(LouisJacques Thenard)合作制取了过氧化钠和过氧化钾。1818
6、年泰纳尔又用酸处理过氧化钡，再经蒸馏发现了过氧化氢。200年来，化学家们不断地研究，发现大量无机过氧化合物。这些过氧化物，在遇热或遇水或遇其他化学试剂的时候，很容易析出氧气。常用的过氧化物有以下几种： 1、液体过氧化物（液体产氧剂）双氧水 双氧水的化学名称是过氧化氢(H2O2)，为无色透明液体，有微弱的特殊臭氧味，是很不稳定的物质，在遇热、遇碱、混入杂质等许多情况下都会加速分解。温度每升高 5，它的分解速度就要增加 1 5 倍。即便是稀释后浓度为 35的双氧水，在 pH 值增加(例如贮存在含碱玻璃瓶里)超过 6 个小时就要发生急剧分解。双氧水中混入少量杂质（如铁、铜、黄铜、青铜、铅、银、铬、锰
7、等金属粉末或它们的盐类），即便在室温下，同样要引起急剧的分解，产生氧气。 双氧水是过氧化物中最基本的物质，也是各国科学家最早认识的化学产氧剂。双氧水具有产氧量较大(30的稀释液中，有效氧含量为 141)和成本较低的好处。但是，双氧水是强腐蚀剂，稍稍不慎便会造成人身伤害，而且在许多情况下还可引起爆炸或燃烧，无论在使用或贮存、运输中都属于危险品。比如：在常压下，双氧水的蒸汽浓度达到 40%以上时，温度过高即有爆炸危险。双氧水与有机物混合，能生成敏感和强烈的高效炸药。双氧水与醇类、甘油等有机物混合，就形成极危险的爆炸性混合物。双氧水是强烈氧化剂，对有机物、特别对纺织物和纸张有腐蚀性，与大多数可燃物接
8、触都能自行燃烧。 3空分制氧工艺流程图片： 空分制氧系统包括空压机系统、空冷系统、水冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、精馏塔系统、加压气化系统、氧气系统、氧压机系统、调压站系统空分制氧系统中精馏塔分离氮气与氧气的原理简介：精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的
9、蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到 99.999。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏。4将下塔底部得到的含氧 3840 的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体
10、到达上塔底部时就可得到 99.6的液氧。工业制氮【制氮原理简介】：以空气为原料，利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在 1 大气压下，前者的沸点为 -183，后者的为-196)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(1224h），安装要求高、周期较长。综
11、合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3h 以下的设备，相同规格的 PSA 装置的投资规模要比深冷空分装置低 2050。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。分子筛空分制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称 PSA 制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(1530分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在 1000Nm3h 以下制氮设备中颇具竞争力
12、，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA 制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。膜空分制氮以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(3 分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度98的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在 98%以上时，它与相同规格的 PSA 制氮机相比价格要高出 15%以上 工业用氮的技术指标氮是工业生产的重要原料，氮气可以用来搅拌钢水，液氮可以用来冷藏食品等还可以医用作麻醉从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流
13、量、露点和压力，参数值因用途不同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念。 纯度 5纯度是氮气的一个重要技术参数，按国标氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级，它们的纯度分别为 995（O20 5 ），99 99（O2001）和 99999（O20001）。 流量 它是指气体流动过程中，单位时间内通过任一截面的气体量。流量有两种方式来表示，即体积流量和质量流量。前者指通过管路任一截面的气体体积，后者为通过的气体质量，在气体工业中一般均采用体积流量以 m3h（或 Lh）为度量单位。因气体体积与温度、压力和湿度有关，为便于比较通常所说的体积流量是指标准状态（温度为 20
14、，压力为 0101MPa，相对湿度为 65）而言，此时的流量以 Nm3h 为单位，“N”即表示标准状态。 压力 压力有表压和绝对压力之分，工程上把大于大气压力并以大气压力为起点（零点）来表示的压力称为“表压” ，把压力为零时称为“绝对压力” ，在气体行业中，若无特殊说明其压力均指表压，其单位为 MPa，在许多计算中，常要用 “绝对压力 ”，它们之间有如下关系： 绝对压力表压大气压力 露点 它是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度。当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，有极细的露珠出现，出现露珠时的温度叫做“露点”，它表征气体中的含水量，露点越低，表示气体中的含水量越少，气体越干燥。露点和
15、压力有关，因此又有大气压露点（常压露点）和压力下露点之分。大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度，而压力下露点是指该压力下的水份凝结温度，两者有换算关系（可查换算表），如压力 07MPa 时压力露点为 5，则相应的大气压（0 101MPa）露点则为20。在气体行业中，若无特殊说明，所指的露点均为大气压露点。 上面简介了气体几个参数的意义，磁性材料用氮气可根据其工艺要求，提出参数的具体指标： （1）氮气流量。流量的确定主要依据是用氮设备的类型、设备数量和生产工艺。以 MnZn铁氧体烧结用氮窑为例，长窑和短窑，单板窑和双板窑，进行致密化烧结和不进行致密化烧结，调窑水平不同等用气量都有较大差别。此
16、外，在确定氮气用量时，还应留有适当余量。 （2）氮气纯度。依据生产工艺确定，对于磁性材料一般都要求高纯氮纯度99.995% ，O2 和 H2 含量在一定范围。 （3）压力。依据设备和工艺来确定其氮气的最低压力值，然后利用调压阀调节到工艺所需压力。 （4）露点。水气也是一种氧化性气体，当然应有限制。对于磁性材料用氮而言，通常只要露点60，即氮中水份含量 107106 就可满足工艺要求。 工艺流程 供氮方式的选择高纯氮源从氮气质量上来讲，均可满足用气要求，但在氮气成本上差异较大，用气量愈大，差异愈显著。企业选择何种供氮方式，应在充分了解各供气方式特点的基础上，根据本企业的产品、生产工艺、生产规模、
17、用气设备类型、数量、资金状况、发展规划等综合考虑供氮方式和供氮规模。61 NdFeB 生产线 NdFeB 生产线主要用氮设备为 “气流磨”，根据生产规模来决定“气流磨”的类型和数量，氮气用量就依此而定了下来，目前国内生产企业除极少数生产规模很小，而采用瓶装氮外，其他各企业有的采用液氮，有的采用 PSA 现场制氮。2 MnZn 铁氧体生产线 21 真空气氛炉 以真空气氛炉为烧结设备的，因真空气氛炉是间歇式作业，一般以 24h 为一生产周期，单台用气量不大，且非连续均衡用气而是相对集中，短时内用气量较多，这类企业往往生产规模都不大，几乎全都采用瓶装氮气，使用灵活、方便。虽然氮气单价在各种供氮方式中
18、是最高的，但因总用气量有限，故经济上尚能承受。 22 氮窑 以氮窑为烧结设备的，因氮窑是连续作业的设备，用气量较多，而且从趋势来看，各企业新置氮窑正向长窑和长双板窑方向发展，单台用气量一般在 3050Nm3 h 。氮窑的烧结的工艺特点决定了供气的连续性，氮气的高纯性，氮量的匹配性和氮气纯度、流量、压力的稳定性和用氮气要低成本，这是氮窑供气的基本要求，显然使用瓶装氮气已不适宜。目前国内企业采用的供氮方式主要有两种，即液氮和现场制氮。 （1）液氮。使用液氮者，在企业建立之时，一般生产规模都不大，通常只有一两条窑，虽然知道现场制氮的成本最低，但由于资金或是考虑到以后的发展等原因，大都决定是先采用液氮
19、，以后视企业情况而定。一旦企业扩能或资金情况允许，从降低生产成本着眼，大都会改用现场制氮方式，但企业若资金允许而近两年内又无扩能计划，笔者认为单台窑用气量超过 30Nm3h ，还是自购 PSA 制氮设备制氮为佳。因与使用液氮相比，30Nm3h 制氮机组年氮费可节省约 24 万元，设备总投入在 40 万元左右，一年半左右可收回设备投资， PSA 制氮机寿命可达 10 年，10 年内可省氮费 200 万元。 （2）现场制氮。自购设备现场制取高纯氮，虽然一次性投资较大，但运行成本较低（0 7 元m3 以内）。它与采用液氮相比，相同的用气量，每年节约的费用可在一年半以内收回设备全部投资。现场制氮的三种
20、技术深冷空分制氮、PSA 制氮和膜分离制氮各有特点，且在不同产氮量及氮气纯度范围各有优势，已有文章2专门对三者进行了投资价值分析，结论是氮气纯度为 9999 以上，产氮量在 500Nm3h 以内，PSA 制氮（加纯化）可以与深冷空分竞争。 目前国内磁性材料（MnZn 铁氧体）生产企业采用现场制氮又有两种方式即深冷空分制氮和PSA 制氮（加纯化）。 深冷空分制氮。这类企业建立于 90 年代前，建立时就有相当规模，从经济角度来看不宜采用液氮，而当时深冷空分制氮又是国内唯一的工业化制氮技术，加之资金条件能允许，故采用了深冷空分制氮。限于当时的生产规模，制氮设备的产氮量均在 200Nm3h 以下。设备
21、能耗高，故障率高，要定期大修。进入 90 年代中期，由于新的制氮技术 PSA 制氮在国内迅速发展和推广应用，它显示了许多独特的优点，故愈来愈受到中小型氮气用户的欢迎。 PSA 制氮。PSA 制氮和氮气纯化相组合制取高纯氮采用的是下面的工艺流程和设备配置： 7液氮贮罐是任何磁性材料企业现场制氮都必须配备的，它的作用是在设备正常维护（如空压机换油和空气净化设备的滤芯清洗或更换）时的短时停机或设备偶发故障的停机维修时保证供气的连续性的备用措施。此工艺制取的高纯氮气质量完全可与液氮相比。配备了液氮贮罐，用户已无供气的后顾之忧，实践也充分证明了这点。江阴市长江气体分离设备有限公司自 1997 年以来已有
22、四套 PSA 高纯制氮机组一直在浙江、江西、山东等四家 MnZn 铁氧体生产企业使用，设备运行良好，技术成熟，质量稳定，完全可满足高档磁芯的生产要求；这四家企业中原有三家是使用液氮，一家是使用深冷空分，因故障频发，难以修复，而改用了长江制氮设备都取得了显著的效益。 企业一旦决定采用现场制氮，应明确技术要求，对供应商进行考察和全面评估，择优而廉者选之。如何得到高纯氮源能满足高纯氮源有以下三类可供选择： 31 瓶装氮气 钢瓶容积为 40L，额定充压 15MPa，足额贮气 6m3，根据用户需求不同，瓶装氮气的纯度有 995，9999和 99999 之分，磁性材料用氮其纯度为99995，它是深冷空分之
23、产品，通过膜压机灌充而得。按规定氮气钢瓶外涂黑色漆并有黄色漆字“氮”标识，另外有标牌标明其“纯度”及检验合格等。由于各地的供求情况不同，瓶装高纯氮气的价格有很大差异，从 1890 元瓶不等，即氮气价为 315 元m3。 32 液氮 液氮是深冷空分制氮的产物，在标准状态下，1m3 液氮可气化为 643m3 的氮气，但使用时的实际利用率一般在 95上下，即 1m3 液氮能实际利用的氮气约为 610m3 左右，目前市场液氮价格平均为 1000 元m3 左右，则氮气单价为 167 元m3。 使用液氮时，用户必须配备液氮贮罐与流量相应的气化器及与压力相应的调压阀等。液氮纯度高，质量稳定，供应一般有保证，
24、使用方便。 33 现场制氮 现场制氮是指氮气用户自购制氮设备制氮，目前国内外，工业规模制氮有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。331 深冷空分制氮 它是一种传统的空分技术，已有九十余年的历史，它的特点是产气量大，产品氮纯度高，无须再纯化便可直接应用于磁性材料，但它工艺流程复杂，占地面积大，基建费用高，需专门的维修力量，操作人员较多，产气慢（18 24h ），它适宜于大规模工业制氮，氮气成本在 07 元m3 左右。332 变压吸附制氮与氮气纯化装置相组合 变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称 PSA）气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支，是人们长
25、期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛，为 PSA 空分制氮工业化铺平了道路。三十年来该技术发展很快，技术日趋成熟，在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力的竞争对手。 变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理（加压吸附，减压解吸并使分子筛再生）而在常温使氧和氮8分离制取氮气。 变压吸附制氮与深冷空分制氮相比，具有显著的特点：吸附分离是在常温下进行，工艺简单，设备紧凑，占地面积小，开停方便，启动迅速，产气快（一般在 30min 左右），能耗小，运行成本低，自动化程度高，操作维护方便
26、，撬装方便，无须专门基础，产品氮纯度可在一定范围内调节，产氮量2000Nm3h。但到目前为止，除美国空气用品公司用 PSA制氮技术，无须后级纯化能工业化生产纯度99 999的高纯氮外（进口价格很高），国内外同行目前一般用 PSA 制氮技术只能制取氮气纯度为 999的普氮（即 O201），个别企业可制取 9999的纯氮（O2001 ），纯度更高从 PSA 制氮技术上是可能的，但制作成本太高，用户也很难接受，所以用非低温制氮技术制取高纯氮还必须加后级纯化装置。氮气纯化方法（工业规模）目前有三种： （1）加氢除氧法。在催化剂作用下，普氮中残余氧和加入的氢发生化学反应生成水，其反应式：2H2O22H2
27、O，再通过后级干燥除去水份，而获得下列主要成份的高纯氮：N299999 ，O25106，H21500106，H2O107106。制氮成本在 05 元m3 左右。 （2）加氢除氧、除氢法。此法分三级，第一级加氢除氧，第二级除氢，第三级除水，获得下列组成的高纯氮：N299999 ，O25106，H2510 6，H2O107106。制氮成本在 06 元m3 左右。 （3）碳脱氧法。在碳载型催化剂作用下（在一定温度下），普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应，生成 CO2。反应式：CO2CO2。再经过后级除 CO2 和 H2O 获得下列组成的高纯氮气：N299999 ，O25106，CO25106
28、，H2O10 7106。制氮成本在 06 元m3 左右。 上述三种氮气纯化方法中，方法（1）因成品氮中 H2 量过高满足不了磁性材料的要求，故不采用；方法（2 ）成品氮纯度符合磁性材料用户的要求，但需氢源，而且氢气在运输、贮存、使用中都存在不安全因素；方法（3）成品氮的质量完全可满足磁性材料的用气要求，工艺中不使用 H2，无加氢法带来的问题，氮中无 H2 且成品氮的质量不受普氮波动的影响，故和其他氮气纯法相比，氮气质量更加稳定，是最适合磁性材料行业中一种氮气纯化方法。333 膜分离空分制氮与氮纯化装置相组合 膜分离空分制氮也是非低温制氮技术的新的分支，是 80 年代国外迅速发展起来的一种新的制
29、氮方法，在国内推广应用还是近几年的事。 膜分离制氮是以空气为原料，在一定的压力下，利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。它与上述两种制氮方法相比，具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快（3min 以内）、增容更方便等特点，但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严，膜易老化而失效，难以修复，需要换新膜，膜分离制氮比较适合氮气纯度要求在98左右的中小型用户，此时具有最佳功能价格比；当要求氮气纯度高于 98时，它与同规格的变压吸附制氮装置相比，价格要高出 30左右，故由膜分离制氮和氮纯化装置相组合制取高纯氮时，普氮纯度一般为 98，因而会增加纯化装
30、置的制作成本和运行成本。 除上述三种高纯氮现场制气方法外，近年来又出现了一种租赁供氮方式即由用户租赁制氮设备现场制气或由制氮设备生产企业在氮气使用现场制氮，用户买气，按量付款。因供气量多少不同，价格在 1 014 元m3 左右。虽然单位制氮成本比自购设备现场制氮要高，但一次性投资少，使用方便，用户无风险，但此种方式适宜于用气量较大的场合，否则9，租赁费用会增加。各种高纯氮源氮气单价汇总如表 1。 工艺流程 压缩空气的用途以及原理一、压缩空气的定义特点； 1.、经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明
31、，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。 2.、缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。 二、压缩空气的作用 1、而在粉末状香料的生产中，压缩空气有着特别重要的意义，它又必须是干燥、清洁且几近无菌的。这是对压缩空气处理的一个特别的挑战。 2、气动压缩机，切纸机，挖掘机等等一系列动力机械 3、空调制冷和加热离不开它 4、各种轮胎获得了弹性 5、注射器应用 6、压缩空气作为能量载体 7、空
32、气悬架工作原理就是用空气压缩机形成压缩空气，并将压缩空气送到弹簧和减振器的空气 室中，以此来改变车辆的高度。 8、压缩空气自动排水器 9、多功能组合式压缩空气净化器 10、利用压缩空气使铝液发泡是当前最先进最廉价的大规模连续生产泡沫铝材的制造技术。 11、压缩空气净化冷干机、吸干机、精密过滤器、精密滤芯，气液分离器等一系列仪器设备 12、下水道简易通堵设备 13 压缩空气一般是作为一种动力源，应用很广。 驱动气缸，产生直线运动；驱动气动马达，产生旋转运动；驱动射流元件，进行运算和控制 利用其携带某些物质，完成工作。例如喷砂清理；喷药；喷水清洗；喷漆。利用其可压缩特性，起缓冲，弹簧作用。气体弹簧
33、；缓冲垫等。 14 军事上的应用 有一种鱼雷是由压缩空气为动力驱动的。除此还有气枪。还有美国早期的无人侦察机，其运算控制系统是由射流元件组成的，原因可能是当时计算机还不行或抗电磁干扰。 海上作用：打捞沉船用的浮囊、浮箱，浅潜用气瓶。 工艺流程 工业冷水机组的冷却原理10工业冷水机组系统的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。制冷剂循环系统：蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，最终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加）,气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛
34、细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。水循环系统：水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备，冷冻水将热量带走后温度升高，再回到冷冻水箱中。电器自控系统：包括电源部分和自动控制部分。电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等相互组合达到根椐水温自动启停，保护等功能。【制氧/制氮主要工艺设备介绍】制氧/制氨设备空气过滤器空气过滤器是指空气过滤装置，一般用于洁净车间，洁净厂房，实验室及洁净手术室。空气过滤器根据其工作原理可以分为初效过滤器，中效过滤器，高效过滤器及亚高效等型号。高效空气过滤器：适用于常温
35、、常湿，允许含有微量酸、碱有机溶剂的空气过滤，该产品效率高，阻力低，容尘量大，广泛应用于航天、航空、电子、制药、生物工程等领域。可根据用户需求制作 0.30.1m 捕集效率99.999% 的超高效过滤器；各种非标过滤器和亚高效过滤器（95% 效率99.90%）。V 型密褶式过滤器用于一般通风系统，具有过滤面积大，阻力低，使用寿命长等特点。它可做为高效过滤器的预过滤器使用，从而有效延长高效过滤器的使用寿命。DC、DZ 型粗中效袋式过滤器采用初、中效无纺布做滤料，冷板喷塑做框架，作为一、二级过滤，该产品具有容尘量大，阻力小及可清洗等优点，根据使用环境和选材不同，其过滤器效率等级分为 F5、F6、F
36、7、F8。制氧/制氮设备空分设备11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：
37、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。 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。 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 4)加温吹除系统：用加温吹除的方法使净化系统再生。 5)仪表控制系统：通过各种仪表对整个工艺进行控制。制氧/制氨设备冷水机组由于空气压缩会产生热量，在对压缩空气进行进一步处理的前，需要通过冷水机组对压缩空气降温。冷水机组种类：溴化锂冷水机组、水冷式冷水机组
38、、风冷式冷水机组。制氧/制氨设备冷水机组由于空气压缩会产生热量，在对压缩空气进行进一步处理的前，需要通过冷水机组对压缩空气降温。冷水机组种类：1、溴化锂冷水机组： A、直燃型吸收式冷（温）水机组 B 蒸汽型吸收式冷水机组 C、温水型吸收式冷水机组 2、水冷式冷水机组： A、离心式冷水机组 B、螺杆式冷水机且 C、螺杆式水-水热泵机组 D、活塞式冷水机组 3、风冷式冷水机组： A、活塞式冷水机组 B、螺杆式冷水机组 说明： 风冷式-表示冷凝器的冷凝方式为风扇吹冷的。 水冷式-表示冷凝器的冷凝方式为用水来冷却的。 活塞式-压缩机为活塞式 螺杆式-压缩机为螺杆式12制氧/制氨设备空气冷却器空气冷却器
39、 air cooled heat exchanger用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器可用于冷却或冷凝,广泛应用于: 炼油、石油化工塔顶蒸气的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排气的冷凝。工作压力可达 69 兆帕。但耗电量、噪声和占地面积均大，冷却效果受气候变化影响较大。结构 空气冷却器主要由管束、通风机和构架 3 部分组成（图 1）。 管束包括传热管、管箱、侧梁和横梁等。它可按卧式、立式和斜顶式（人字式）3 种基本形式布置（图 2）。 其中,卧式布置传热面积大,空气分布均匀，
40、传热效果好；斜顶布置时,通风机安装在人字中央空间,占地面积小，结构紧凑。为抵消空气侧的给热系数较低的影响，通常采用光管外壁装翅片的管子。翅片管作为传热管,可以扩大传热面积。翅片管分层排列 ,其两端用焊接或胀接方法连接在管箱上。排管一般为 38 排。管束系列尺寸最长达 12 米。光管外径常为 25 毫米和 38 毫米,翅片高度一般取 1215 毫米,管束宽为 1003000 毫米。翅片管是空气冷却器的核心元件，其形式和材料直接影响设备性能。管子可用碳钢、铜、铝和不锈钢等制成；翅片材料根据使用环境和制造工艺来确定，大多用工业纯铝，在防腐蚀要求很高或在制造工艺条件特殊的情况下也采用铜或不锈钢。翅片可
41、按横向或纵向排列。翅片管的基本形式（图3）有：绕片式、镶片式、轧片式、套片式、焊片式、椭圆管式、紊流式（包括轮辐式、开槽形和波纹形等）。管箱的结构主要有法兰式、管堵式和集合管式（图 4）。一般前者用于中低压，后两者用于高压。为适应管束的热膨胀，一端管箱不固定，容许沿管长方向位移。通风机通常采用轴流通风机。通风方式 通风有鼓风和引风两种方式。鼓风式：空气先流经通风机后流入管束。引13风式：空气先流经管束后流入通风机。前者操作费用较经济，产生的湍流对传热有利，使用较多。后者气流分布均匀，有利于温度精确控制，噪声小，是发展的方向。热流体出口温度主要靠调节通过管束的风量来控制，即调节叶片的倾角、通风机
42、转速和百叶窗的开启程度等。对冬季易凝、易冻的流体，可采用热风循环或蒸汽加热的办法调节流体出口温度。 发展 采用空气冷却器可节省大量工业用水，减少污染，保护环境，降低基建费用。为扩大空气冷却器的使用范围,20 世纪 60 年代出现了增湿式空气冷却器,即在管束前增加喷水装置，利用少量雾化水在翅片表面的蒸发作用显著地强化传热，其传热效能较干式提高 24 倍。增湿式空气冷却器已在炼油厂得到广泛应用。干式空冷管束和湿式空冷管束亦可组成联合型空气冷却器。研制低接触热阻和高传热效能的翅片管、低电耗、低噪声的通风机是空气冷却器发展的关键。制氧/制氮设备气体压缩机概述 气体压缩机是把机械能转换为气体压力能的一种
43、动力装置，常用于风动工具提供气体动力，在石油化工、钻采、冶金等行业也常用于压送氧、氢、氨、天然气、焦炉煤气、惰性气体等介质。按排气压力不同压缩机可分为：低压压缩机排气压力小于 1.0MPa；中压压缩机排气压力 1.0- 10MPa；高压压缩机排气压力 10-100MPa；超高压压缩机排气压力大于 100MPa 等等。低压压缩机为单级式；中压、高压和超高压压缩机为多级式，最多机数可达 8 级，目前国外已制成压力达 343MPa 聚乙烯用的超高压压缩机。按压缩介质的不同，一般压缩机还可称之为：空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机、氢气压缩机等等。 压缩机的结构工作原理大致可分类如下： 碳氢化合物气体
44、中，石油裂解气和石油废气的主要成分为氢、甲烷、丁烷、乙烯、丙烯等；焦炉煤气和城市煤气的主要成分为氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氮等；天然气的主要成分为甲烷。碳氢化合物气体可以作为单一成分气体被制取和压送，也可作为混合成分的气体被制取和压送。在气体压缩机中，压缩介质的成分和性质将与所采用的润滑方式和润滑材料的选取密切相关。制氧/制氮设备空气压缩机1. 空气压缩机的分类空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机,往复式压缩机, 离心式压缩机,14容积式压缩机的工作原理是压缩气
45、体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；离心式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。往复式压缩机(也称活塞式压缩机)的工作原理是直接压缩气体,当气体达到一定压力后排出 .2.现在常用的空气压缩机有活塞式空气压缩机,螺杆式空气压缩机 ,(螺杆空气压缩机又分为双螺杆空气压缩机和单螺杆空气压缩机),离心式压缩机以及滑片式空气压缩机 ,涡旋式空气压缩机.2. 活塞式空气压缩机的工作原理在气压传动中，通常采用容积型活塞式空气压缩机。这里介绍两种典型结构，用来帮助理解空气压缩机的工作原理。图 3.33(动画）和图 3
46、.34(动画）分别给出了立式、卧式空气压缩机的工作原理图。立式空气压缩机的气缸中心线与地面垂直，卧式空气压缩机的气缸中心线则与地面平行。原动机（电动机或内燃机）的回转运动经曲柄连杆机构转换为活塞的往复直线运动。空气压缩机中 的进气、排气过程与液压泵的吸油、压油过程类似，这里不再赘述。3. 空气压缩机的选择空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高 20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分为低压（0.71.0MPa ）、中压（1.010MPa）、
47、高压（10100MPa）和超高压（100MPa 以上），可根据实际需求来选择。常见使用压力一般为 0.7-1.2515螺杆空压机的工作原理图片： 一、螺杆式空气压缩机的概述 螺杆式空气压缩机是喷油单级双螺杆压缩机，采用高效带轮(或轴器)传动，带动主机转动进行空气压缩，通过喷油对主机压缩腔进行冷却和润滑，压缩腔排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。 双螺杆空气压缩机具有优良的可靠性能，机组重量轻、震动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高是其最大的优点。 二、压缩机主机工作原理 螺杆式空气压缩机的核心部件是压缩机主机，是容积式压缩机中的一
48、种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。因此，双螺杆转子的型线技术决定着螺杆式空气压缩机产品定位的档次。（有关申行健的型线技术参见主页“双螺杆空压机核心技术”栏目）。 三、双螺杆空压机的工作流程 空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，此时压缩排出的含油气体通过碰撞、拦截、重力作用，绝大部份的油介质被分
49、离下来，然后进入油气精分离器进行二次分离，得到含油量很少的压缩空气，当空气被压缩到规定的压力值时，最小压力阀开启，排出压缩空气到冷却器进行冷却，最后送入使用系统。16制氧/制氨设备分子筛分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开
