空气分离技术运行调优措施探讨

叶鹏(大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古呼伦贝尔021000)

空气分离技术运行调优措施探讨

叶鹏(大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古呼伦贝尔021000)

随着国内市场经济的加速发展，我国对气体的需求量大幅增加，对气体纯度的要求极高，因此，有必要对空气分析技术进行优化。本文介绍空气分离工艺流程，重点分析了空气分离技术，并且提出专门适应改善空气分离技术目前存在不足之处的一些措施，旨在提高空气分离技术的水平，促进工业发展。

空气分离技术；调优措施；低温法

目前，国内经济的飞速发展带动了气体产业，加速了工业化进程，对空气分离技术有一定的研究。然而，随着我国很多行业趋向走大型化道路以及气体工业的迅猛发展，国内对气体的需求量愈来愈大，纯度要求越来越高。因此，针对市场庞大的需求，我国需要大量的大型空气分离设备，引进先进的空气分离技术，优化设备的运行，提高空气分离的效率。

1 空气分离的流程及技术方法

众所周知，氮气、氧气、氩气和些许微量杂质组成了人们生活中所需要的空气，而利用空气各组成部分物理性质的不同，将工业所需的氮气、氧气、氩气等气体从空气中分离，这个过程就是所谓的空气分离。传统的空气分离方法称为非低温法，它主要包括膜分离、化学分离、变压吸附等，但这些空气分离法都存在固有的缺陷，即提取的气体纯度低，产量有限。为了满足现在国内市场的需求，一种低温空气分离法出现了，它克服了传统方法的缺点，成为大型空分的主要技术。

低温精馏法作为低温空气分离法的主要方法，它的空分流程为：首先空气经由空气过滤器对空气进行去尘去杂处理；其次送入透平压缩机，使气体温度升高，再被通入空气冷却塔进行冷却液化处理；最后根据各气体物理沸点的不同，将液化后的气体送入精馏塔，实现气体的分离的目的。该技术得到的气体纯度高，产气量大，受到国内各大空分厂家的欢迎。

2 空气分离技术的现状

目前，我国对于空气分离技术的研究已经比较成熟。通过引进国外先进的空分技术，在经过一定的研究，我国的空分技术取得了较快发展。但仍存在一些问题，空气分离装置和空气分离技术都是针对某个局部进行的改进，缺乏整体的优化和创新。

2.1 全精馏无氢制氩

采用低温精馏法获取氩气过程中，传统工艺通过通常是加氢来抵消空气中的氧气，从而得到工业所需的氩，然后根据氩气和氮气物理沸点的不同，采用低温精馏法去除氩气中氮，进而得到成品氩气。但这种方式安全性差，投资成本高，不仅需要精确的控制添加的氢气，还造成氢气的浪费，可靠性差。

2.2 空分设备能耗高

空压机组与主换热器是造成空分设备能耗高的主要影响因子。排气量是否顺畅是影响空压机组能耗的关键，而影响排气量的因素包括空压机入口的过滤网与级间温度。空气经过空压机入口处的过滤器进行去尘去杂质处理时，经过一定时间后，会有粉尘或杂质占附到过滤网上，阻碍气体的流通。同样级间温度升高也会降低排气量，从而增加空分设备的能耗。

一般情况下，空分设备的主换热端要保持3℃以内的温差范围，而主换热器调节不当或热交换不完全就会造成热量增加，冷量损失，进一步导致温差变大，上塔运行不正常，氧气纯度下降，质量降低，能耗增大。

3 空气分离技术的优化

提高产品产量，提高设备效率，降低设备所耗蒸汽、电能和循环水，进一步降低氧气生产单位能耗，是每个空分厂家都在努力追求的目标。低温精馏法是空气分离技术的有效方法，针对目前空气分离技术存在的问题，本文提出了相应的优化措施。

3.1 规整填料技术

规整填料技术已经成为空气低温精馏法中最重要的技术，因其较高的效率和较小的用压代替了筛板。首先采用规整填料塔，降低了下塔、上塔与氩塔的操作压力，有效地分离了氧气和氩气。其次，填料塔的直径小于筛板，运输得到极大的便利。最后，将规整填料塔应用到低温精馏法中，不仅安全性得到提高，分离稳定性变强，还便于操作，简化了空分流程，得到了高质量的氩气产品。

3.2 系统优化

每个空分厂家所期望达到的目标是能耗低，产品质量高，生产效率高，因此，对空压机组和主热换器进行优化是一种改进措施。对空压机组入口的过滤网进行及时清理或更换，可以有效地降低空气阻力，提高空气的流通量。于此同时，促进循环水的流通，保证水温不会过高，降低各级间的系统压力，从而确保空气压缩机组的排气量顺畅运行。

对于主热换器的温差过大而引起的能耗量的增加，有效的控制温差的大小是解决此问题的关键。热端温差大，则热交换不完全而引起的冷损就大，因此，将主热换器的气体排放量在高低压换热器处进行合理的分配，尽量降低热端的温差，可以有效的降低空分设备的能耗，提高产品氧的质量和提取效率。

4 结语

通过研究空气分离技术的工作流程，重点分析了空分技术目前存在的一些问题，并提出了相对应的调优措施。而低温精馏法是优化空气分离技术运行的主要措施，有效地提高了工业气体的制取效率，改善了产品气体的质量。为了进一步提升空气分离技术的水平，确保空分设备的稳定和安全，因此，需要继续深入探索和设计。

[1]陈锦伟.浅谈空气分离技术的发展和改进[J].化工管理,2015(18):63-64.

[2]陆山.浅谈空气分离技术的发展和改进[J].甘肃冶金,2011,33(3):89-90.

[3]谈硕.深冷技术在空气分离设备设计中的应用[J].科技与创新,2017(6):149-149.

[4]曲晓丹.空气分离整体工艺的发展及优化[J].中小企业管理与科技,2014(28):198-199.

[5]林军.大型低温空气分离装置工艺流程浅析[J].中小企业管理与科技,2013(28).

叶鹏(1988-)，男，汉族，籍贯：吉林省吉林市学历：本科毕业院校：北京化工大学职称：助理工程师研究方向：深冷空气分离技术