氩气回收 政府设计书

附录A

企业技术开发项目设计书

项目名称氩气回收

企业名称镇江荣德新能源有限公司

企业法人（签名）

项目负责人余刚电话

项目起止时间2011 年 1 月至2012 年 1 月

填报日期2011 年 2 月9 日

江苏省科技厅2006年制

一、立项依据

1．国内外现状、水平和发展趋势；

国内目前没有对多晶铸锭炉排放的氩气进行回收的项目，我们的兄弟单位最近做了一些在硅芯炉上取样分析的工作。我们已经将与2010年9月将氩气取样，在上海国家检测中心检测过杂质指标。根据指标我们联系了国内外较大的气体回收处理厂家，请林德气体、中船重工718所、东方气体等厂家来我厂实际交流，林德气体因为有类似的项目在做，不会和我们合作。中船重工718所项目较多，同时认为氩气中分离氮气他们没有经验，暂不考虑。东方气体在氩气回收中已经积累了一定经验，我们现场也看到用于色谱分析仪用的氩气净化装置，同时东方气体的母公司竟立制氢是国内最大的气体回收厂家，规模比中船重工718所大，东方气体作为子公司专业做氩气、氢气的回收。选择了东方气体做我们的合作单位。来我公司实际交流合作，我们共同设计了氩气回收的基本流程，开会讨论确定了氩气回收流程图

目前国际上还没有成熟运行的此类项目，德国的专业气体公司林德气体公司和美国硅片专业制造商MEMC公司合作在马来西亚工厂在试验相似的项目。目前做太阳能硅片的产能大部分集中在国内，国内有一些单位开始做一些氩气回用的项目

调研、试验。用一些氩气回收纯化设备来处理单晶炉、排放的氩气。我们进行的是铸锭炉的氩气回用，我们的整个工艺带入的污染物与单晶炉相比数量较少，便于处理、回用。

2．项目开发的目的、意义；

目前氩气供应比较紧张，氩气价格又高。从改善低碳环境的角度出发，氩气回收将成为未来发展中一件很有意义的工作。减少了硅片的制造成本，减少了氩气的排放，循环使用节省了从空气中分离氩气所需的能耗。目前国际上还没有成熟运行的此类项目，德国的专业气体公司和美国MEMC合作在马来西亚工厂在试验。

回用整套设备运行成本：回收0.657元/每公斤（每立方米氩气需要费用1.17元，其中运行电费75度/台，耗材更换10.14元/台），管道改造的费用取决于每台回收装置计划回收多少台炉子的废气，管道改造预计18万；设备的占地面积为70m2人工4位，设备折旧，每回收100台炉子氩气纯化设备投资在90万元，总投资约320万，设备6年折旧，则每立的氩气回收设备折旧费为0.21元。将运行费用、设备投资相加，总计0.864元/公斤，（原来的氩气价格6000元/吨）将为生产节约费用：6-0.864=5.136元/公斤。每年需要氩气约9000吨（150台单晶，约200台多晶）按照回收60%以上计：9000*1000*5.136=4622.4万元/年

3．本项目达到的技术水平及市场前景。

我们在国内最早进行铸锭炉氩气回用，国外类似的项目德国的专业气体公司和美国MEMC合作在马来西亚工厂的试验项目还没有正常运行的信息。我们再铸锭炉氩气纯化环节中，借鉴了其他种类气体纯化领域的一些技术，用于氩气的纯化，

在铸锭炉内做一些工艺调整以适应这种纯化后的气体，以保证能顺利正常生产，目前我们还没有看到国内外同行采用这些方法的类似报道。铸锭炉氩气回用工艺在国内外处于领先地位。

项目做成后可以节约：每使用一公斤氩气节省5.136元（按照氩气2010年市价6元/公斤，回用成本0.864元/公斤计算）。我公司每年可节省4622.4万元。项目的经济效益、社会效益比较大。目前太阳能硅片使用的晶体生长炉很多（铸锭炉约在2000台、单晶炉约1500台），做这项工作很有意义。

二、开发内容和目标

1．项目主要内容、目标及关键技术；

将铸锭炉合炉抽空阶段的空气排放，关闭排气管上的阀门，将从铸锭炉里面排放出来的氩气引入回收纯化设备净化，净化好的氩气经过在线监测设备监测，不符合要求时排空，符合要求的氩气接入铸锭炉氩气进气管路回用，管路上装一个压力变送器（回收到的氩气可能里面含有N2，不能净化到一定的纯度，我们的铸锭炉有设置有一种材料，高温下的还原性较强可以优先消耗掉残留的微量N2）。

项目的主要目标：

除油器精滤除油

油含量2.8mg/m3除油0.1mg/m3

反应转化分子筛法

CO 3000ppm CO2 112ppm CO、CO2总量小于2ppm

转化成CO2、吸气剂去除多余O2

O2大于1000ppm O2≤0.5ppm

调节温度反应去除

N2 260ppm N2＜4ppm

吸气剂去除

H2O 85ppm H2O≤3ppm（露点-68度）

精滤

粉尘0.1 mg/m3 过滤 0.01U，3.5个/L

去除下列杂质：

油含量2.8mg/m3、

CO 3000ppm，

02大于1000ppm，

N2 260ppm，

CO2 112ppm、

粉尘0.1 mg/m3

H2O 85ppm

去除后的目标：

除油0.1mg/m3

CO、CO2总量小于2ppm

O2≤0.5ppm

N2＜4ppm

H2O≤3ppm（露点-68度）

过滤 0.01U，3.5个/L

项目的关键技术:

我们再铸锭炉氩气纯化环节中，借鉴了其他种类气体纯化领域的一些技术，用于氩气的纯化试验；在铸锭炉内做一些工艺调整以适应这种纯化后的气体，以保证能顺利正常生产。

2．技术创新之处；

我们再铸锭炉氩气纯化环节中，借鉴了其他种类气体纯化领域的一些技术，用于氩气的纯化，可以较好的处理氩气中的N2；在铸锭炉内做一些工艺调整以适应这种纯化后的气体，以保证能顺利正常生产。

净化好的氩气经过在线监测设备监测，不符合要求时排空，符合要求的氩气接入铸锭炉氩气进气管路回用，管路上装一个压力变送器（回收到的氩气可能里面含有N2，不能净化到一定的纯度，我们的铸锭炉有设置有一种材料，高温下的还原性较强可以优先消耗掉残留的微量N2）。

3．主要技术指标或经济

项目做成后可以节约：每使用一公斤氩气节省5.136元（按照氩气2010年市价6元/公斤，回用成本0.864元/公斤计算）。我公司每年可节省4622.4万元。项目的经济效益、社会效益比较大。目前太阳能硅片使用的晶体生长炉很多（铸锭炉约在2000台、单晶炉约1500台），做这项工作很有意义。

三、开发试验方法及技术路线（工艺路线）

回用流程：如下图所示

纯化的基本方法：

采用物理吸附及化学反应的方法来去除氩气中的杂质。

物理吸附，如采用冷冻、过滤、吸附方法。

化学反应，根据杂质固有的特性，在催化剂或者吸附剂的作用下，将杂质反应掉，生成一种能被吸附剂吸收掉的物质，从而提纯氩气的纯度。

1、进气：关闭如图真空泵1左边的阀门，打开真空泵右边的阀门，氩气进过1

真空泵的抽空将氩气输送进2储罐（当真空泵里面是空气时，我们关闭图上真空泵右边的阀门，打开左边的阀门让空气排放。

2、稳定：2储罐的作用是稳定一下氩气，调节氩气的量。

3、增压：经过3压缩机给氩气增压，使从真空泵里出来，基本没有压力的氩气

达到4公斤左右的压力，便于纯化操作。

4、除油：将增压后的氩气通过除油器，进行过滤操作，精滤达到0.1U的精度。

5、过滤：氩气经过5、

6、7三级过滤操作，滤掉一些粉尘、油份。

6、混合：在8混合器里面混合气体，在此可能参入一些氧气（9流量计可以计

量参入一些参加反应的气体。同时便于反应器10的再生操作）

7、反应转化：在反应器内使杂质CO与O2反应转化为ＣＯ２，在一定的条件

下使用催化剂完成转化。反应后有过量的O2，及产物CO2。

8、吸收：把反应后过量的O2、CO2、H2O和少量的CO在吸收器里面用分

子筛的办法去除。（大量的氩气回收项目可以用低温去除，或溶液去除）

11、12吸收器并联使用，在一个吸收器需要更换时使用另一个吸收器，

同时在管路上设置在线监测器，当前级处理不能达到要求时可以及时放空。

9、净化：检测O2、CO2、CO含量合格的氩气进入13净化器里面调节温度

可以去除N2（一定温度下合金属反应去除）、同时改净化器也可净化

O2、CO、CO2。在管路上设置在线监测装置，当N2、H2O合格时进

入下个流程，不合格放空

10、过滤：氩气进过过滤器滤掉粉尘状杂质，达到过滤0.01U，3.5个/L

在回用的管路上安装压力变送器，以避免新鲜氩气（从气体公司外购

的氩气）的压力高于回收装置的压力而使新鲜氩气充入回收系统

各种杂质的净化办法

除油器精滤除油

油含量2.8mg/m3、除油0.1mg/m3

反应转化分子筛法

CO 3000ppm CO2 112ppm CO、CO2总量小于2ppm

转化成CO2、吸气剂去除多余O2

O2大于1000ppm O2≤0.5ppm

调节温度反应去除

N 2 260ppm

N 2＜4ppm 吸气剂去除

H 2O 85ppm H 2O ≤3ppm （露点-68度）

精滤

粉尘0.1 mg/m 3 过滤 0.01U ，3.5个/L

四、现有开发条件和工作基础

1．承担单位开展本项目的优势（人才、设施条件）； 主要研究人员情况 我们具有国际先进的铸锭设备100多台，有合作方氩气纯化的实际经验，荣德公司曾经试验使用过氮气、氩气等气体用于铸锭生产积累了一定的实际经验。委托

上海市计量测试技术研究院（华东国家计量测试中心）进行氩气尾气检测、纯化后准备回用的氩气检测。

2．已有的工作基础，如预试及小试成果等。

已经将铸锭炉用过的氩气进行回收，采样委托上海市计量测试技术研究院（华东国家计量测试中心）进行氩气尾气检测、按照检测结果和合作单位进行试验流程设计、经过公司内部评审、立项。委托合作单位制作纯化设备，设备制作已经接近结束，4月份会到位。已经准备了3台铸锭炉及氩气回收管线，回用接口、相关试验耗材。

五、计划进度（包括总的研究期限、年度计划进度）

由于内部评审的时间较长原时间点延后30天

附表：氩气回用项目计划进度表

六、经费预算

附表是：经费支出预算单位：千元

单位：千元

项目预计总经费115.4元。

七、主要（大中型）仪器设备清单

八、技术研究开发机构名称及情况

镇江荣德新能源科技有限公司技术部

研发团队

镇江荣德新能源科技有限公司拥有一支年轻且卓越的研发团队，从事硅片料理、开方、铸锭、切片、清包整个生产流程的应用研究，改进现有生产工艺和新技术的研发。

公司首席技术总监路景刚先生来自北卡罗来纳州立大学，具有数年光伏技术的研发经验，是光伏领域的杰出专家。公司研发团队目前共有25人，其中教授级专家3名，硕士5名，掌握生产经验的本专科17名。团队计划再吸收6~8名高校相关专业的优秀毕业生，强化技术团队的梯队建设。

公司在多晶、单晶硅料整个工作流程中的工艺改进和先进技术上积累了丰富的知识、技能和经验，并拥有大量的专利和专有技术。技术团队还积极发展与科研领先

空气分离的几种方法

绪 论 一、空气分离的几种方法 1、 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩 膨胀 低温法的核心 2、 吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特 定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。 特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要 求或寿命影响大。 3、 膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。 2O 穿透膜的速度比2N 快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低， 纯度低（氧气纯度约25%~35%） 二、学习的基本内容 1、 低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律； 传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主； 流体力学：伯努利方程、连续性方程； 2、 获得低温的方法 绝热节流 相变制冷 等熵膨胀 3、 溶液的热力学基础 拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心） 4、 低温工质的一些性质：（空气 、O 、N 、Ar ） 5、 液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等） 6、 气体分离（结合设备） 三、空分的应用领域 1、 钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）； 2、 煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电； 3、 化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气； 4、 造纸：漂白剂； 5、 国防工业：氢氧发动机、火箭燃料； 6、 机械工业； 四、空分的发展趋势 ○ 现代工业——大型、超大型规模； ○ 大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇； ○ 污水处理：富氧曝气； ○ 二次采油；

第一章 空分工艺流程的组成 一、工艺流程的组织 我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革： 第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； 第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环； 第三代：可逆式换热器； 第四代：分子筛纯化； 第五代：，规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩； ○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品； ○内压缩流程：化工类：5~8MPa ：临界状态以上，超临界； 钢铁类：3.0 MPa ，临界状态以下； 二、各部分的功用 净化系统 压缩 冷却 纯化 分馏 （制冷系统，换热系统，精馏系统） 液体：贮存及汽化系统； 气体：压送系统； ○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； ○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力； （热力学第二定律） ○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性 有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻 了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用； ○纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为：2222CO H C O H >>； ○精馏：空气分离 换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件； 制冷系统：①维持冷量平衡 ②液化空气 膨胀机 h W ?+ 方法 节流阀 h ? 膨胀机制冷量效率高：膨胀功W ； 冷损：跑冷损失 Q1 复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量Q3 321Q Q Q Q ++≥ 第一节 净化系统

空分车间生产工艺与原理

空分车间生产基本工艺与原理 1、空分综述 1.1、空气及空气分离 空气存在于我们地球表面，属典型的多组分混合物，主要成分有氮气、氧气及惰性气体，按体积含量计，氧气占20.95%、氮气占78.09%、氩占0.932%，此外还有微量的氢、氖、氦、氪、氙、氡，以及不定量的水蒸汽及二氧化碳。在标准状况下，空气液化温度为87.7K。 空气分离是指把空气通过一定的方法分离出氧气、氮气和惰性气体的过程。 目前分离的方法主要有深冷法、变压吸附法、膜分离法，它们各有自己的优缺点。变压吸附法、膜分离法主要用于低纯度、小型空分设备；焦炉煤气制合成氨项目用产品气量大且纯度要求高，故采用深冷法。 深冷法基本原理是：将空气液化后，根据各组份沸点不同，通过精馏将各组分进行分离。空气分离的主要产品为氧气及部分氮气。 1.2、空分装置简介 1.2.1.装置特点 我公司选用了由开封黄河制氧厂生产的第六代空分装置，流程上采用全低压、外压缩，不提氩的结构。主要特点： ⑴采用带自动反吹的自洁式空气过滤器，保证了运行周期及运行效果； ⑵预冷系统利用多余的污氮气及氮气对水进行冷却，降低冷水机组热负荷，减小冷水机组功率选型，不但节能且充分利用了富余气体干基吸湿

潜热； ⑶采用分子筛吸附，大大简化空气净化工艺，延长了切换周期，减少加工空气切换损失。利用分子筛所具有的选择性高吸附率，提高了净化效果，减少碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳进入液氧的量，确保主冷的安全同时延长装置大加温周期； ⑷采用增压机制动的透平膨胀机，提高单位气体制冷量，减少膨胀空气对上塔精馏段的影响，优化了精馏操作； ⑸分馏塔下塔采用高效塔板，上塔采用规整填料，降低精馏塔操作压力，提高了塔板和填料的精馏效率，保证了氧的提取率、降低制氧单耗； ⑹设置液氧贮槽及汽化系统，加大主冷液氧排放量，杜绝碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳在液氧中析出，最大限度保证主冷安全。液氧汽化系统为空分装置短停时系统用氧提供了方便，确保后工段工艺连续，减少后工段开停车损失； ⑺装置采用DCS集散控制系统，使操作更加方便和稳定。 1.2.2.装置主要参数 空分装置型号为KDON—4500/6000，其主要参数： ⑴空压机：≥25000Nm3/h,出口压力：0.6MPa(G); ⑵氧气：产量≥4500 Nm3/h，纯度99.6%，出界区压力：3.0 MPa(G); ⑶氮气：≥6000 Nm3/h，纯度99.99%，出界区压力0.8 MPa(G); ⑷仪表空气≥3000 Nm3/h，露点≤－40℃,出界区压力≥0.8MPa(G)。 1.2.3.装置设计运行要求 ⑴操作弹性 本装置可在不外加任何设备的情况下，能以设计氧产量的75～105%变

硫磺回收工艺介绍

目录 第一章总论 (3) 1.1项目背景 (3) 1.2硫磺性质及用途 (4) 第二章工艺技术选择 (4) 2.1克劳斯工艺 (4) 2.1.1MCRC工艺 (4) 2.1.2CPS硫横回收工艺 (5) 2.1.3超级克劳斯工艺 (6) 2.1.4三级克劳斯工艺 (9) 2.2尾气处理工艺 (9) 2.2.1碱洗尾气处理工艺 (9) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (13) 2.3尾气焚烧部分 (13) 2.4液硫脱气 (14) 第三章超级克劳斯硫磺回收工艺 (15) 3.1工艺方案 (15) 3.2工艺技术特点 (15) 3.3工艺流程叙述 (15) 3.3.1制硫部分 (15) 3.3.2催化反应段 (15) 3.3.3部分氧化反应段 (16) 3.3.4碱洗尾气处理工艺 (17) 3.3.5工艺流程图 (17) 3.4反应原理 (18) 3.4.2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (18) 3.4.3尾气处理系统中 (18) 3.5物料平衡 (19)

3.6克劳斯催化剂 (19) 3.6.1催化剂的发展 (19) 3.6.2催化剂的选择 (21) 3.7主要设备 (21) 3.7.1反应器 (21) 3.7.2硫冷凝器 (21) 3.7.3主火嘴及反应炉 (22) 3.7.4焚烧炉 (22) 3.7.5废热锅炉 (22) 3.7.6酸性气分液罐 (22) 3.8影响Claus硫磺回收装置操作的主要因素 (23) 3.9影响克劳斯反应的因素 (24) 第四章工艺过程中出现的故障及措施 (26) 4.1酸性气含烃超标 (26) 4.2系统压降升高 (27) 4.3阀门易坏 (28) 4.4设备腐蚀严重 (28)

煤化工工艺流程

煤化工工艺流程 典型的焦化厂一般有备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间等。 焦化厂生产工艺流程 1.备煤与洗煤 原煤一般含有较高的灰分和硫分，洗选加工的目的是降低煤的灰分，使混杂在煤中的矸石、煤矸共生的夹矸煤与煤炭按照其相对密度、外形及物理性状方面的差异加以分离，同时，降低原煤中的无机硫含量，以满足不同用户对煤炭质量的指标要求。 由于洗煤厂动力设备繁多，控制过程复杂，用分散型控制系统DCS改造传统洗煤工艺，这对于提高洗煤过程的自动化，减轻工人的劳动强度，提高产品产量和质量以及安全生产都具有重要意义。

洗煤厂工艺流程图 控制方案 洗煤厂电机顺序启动/停止控制流程框图 联锁/解锁方案：在运行解锁状态下，允许对每台设备进行单独启动或停止；当设置为联锁状态时，按下启动按纽，设备顺序启动，后一设备的启动以前一设备的启动为条件（设备间的延时启动时间可设置），如果前一设备未启动成功，后一设备不能启动，按停止键，则设备顺序停止，在运行过程中，如果其中一台设备故障停止，例如设备2停止，则系统会把设备3和设备4停止，但设备1保持运行。

2.焦炉与冷鼓 以100万吨/年-144孔-双炉-4集气管-1个大回流炼焦装置为例，其工艺流程简介如下：

100万吨/年焦炉_冷鼓工艺流程图 控制方案 典型的炼焦过程可分为焦炉和冷鼓两个工段。这两个工段既有分工又相互联系，两者在地理位置上也距离较远，为了避免仪表的长距离走线，设置一个冷鼓远程站及给水远程站，以使仪表线能现场就近进入DCS控制柜，更重要的是，在集气管压力调节中，两个站之间有着重要的联锁及其排队关系，这样的网络结构形式便于可以实现复杂的控制算法。

硫磺回收工艺介绍

硫磺回收工艺介绍

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目录 第一章总论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.１项目背景 (2) 1.2硫磺性质及用途2? 第二章工艺技术选择2? ２.１克劳斯工艺 (2) ２．１.1MＣRC工艺2? ２.1.2CPS硫横回收工艺2? 2.１.３超级克劳斯工艺2? ２.1.4三级克劳斯工艺....................................................... ２ 2.2尾气处理工艺 (2) 2．2.1碱洗尾气处理工艺 (2) 2.2.2加氢还原吸收工艺 (2) 2.３尾气焚烧部分2? 2.4液硫脱气........................................................................................ ２第三章超级克劳斯硫磺回收工艺. (2) 3.1工艺方案 (2) 3.2工艺技术特点?２ 3.３工艺流程叙述 (2) 3．３.1制硫部分 (2) ３.3.2催化反应段............................................ 错误!未定义书签。 3.3.3部分氧化反应段....................................... 错误!未定义书签。 3．３.4碱洗尾气处理工艺 (2) 3.3．5工艺流程图2? 3.4反应原理 (2) 3.４．2制硫部分一、二级转化器内发生的反应: (2)

空分原理概述

一、空气分离的几种方法 1、低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩膨胀液化（深冷）精馏 低温法的核心 2、吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。 特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。 3、膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。 穿透膜的速度比快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低，纯度低（氧气纯度约25%~35%） 二、学习的基本内容 1、低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律； 传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主； 流体力学：伯努利方程、连续性方程； 2、获得低温的方法 绝热节流 相变制冷 等熵膨胀 3、溶液的热力学基础 拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心） 4、低温工质的一些性质：（空气、O、N、Ar） 5、液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等） 6、气体分离（结合设备） 三、空分的应用领域 1、钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）； 2、煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电； 3、化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气； 4、造纸：漂白剂； 5、国防工业：氢氧发动机、火箭燃料； 6、机械工业； 四、空分的发展趋势 ○ 现代工业——大型、超大型规模； ○ 大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇； ○ 污水处理：富氧曝气； ○ 二次采油； 第一章空分工艺流程的组成 一、工艺流程的组织 我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革：第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质；

克劳斯硫磺回收技术的基本原理讲解

前言 在石油和天然气加工过程中产生大量的H2S气体，为了保护环境和回收元素硫，工业上普遍采用克劳斯过程处理含有H2S的酸性气体，其反应方程式如下：’ H2S + 3/2 O2 = S02 + H2O （1） 2H2S + S02 = 3/X Sx +2H2O (2) 其中反应(1)和(2)是在高温反应炉中进行的，在催化反应区(低于538℃)除了发生反应(2)外，还进行下述有机硫化物的水解反应： CS2 + H2O = COS + H2S (3) COS + H20 = H2S + C02(4) 本文回顾了改良克劳斯硫磺回收工艺的发展历程，阐明了工艺方法的基本原理、影响因素及操作条件，进行了扼要的评述． 1、工艺的发展历程 1.1原始的克劳斯工艺 1883年英国化学家C，F·C1aus首先提出回收元素硫的专利技术，至今已有100多年历史。原始的克劳斯法是一个两步过程，其工艺流程示于图1，专门用于回收吕布兰(Leblanc)法生产碳酸钠时所消耗的硫。关于后者的反应过程列于下式： 2NaCl + H2S04 = Na2SO4 + 2HCl (5) Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2 (6) Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS (7)

为了回收元素硫，第一步是把CO2导入由H20和CaS(碱性废料)组成的液浆中，按上述反应式得到H2S，然后在第二步将H2S和O2混合后，导入一个装有催化剂的容器，催化剂床层则预先以某种方式预热至所需要的温度，按←CaS(固)+ H2O (液)+C02(气)= CaC03(固)十H2S(气) (8) 反应式(9)进行反应。反应开始后，用控制反应物流的方法来保持固定的床层温度．显然此工艺只能在催化剂上以很低的空速进行反应。据报导， H2S + 1/2 O2 = 1/X Sx + H2O (9) 如果使用了水合物形式的铁或锰的氧化物，就不需要预热催化剂床层即可以开始反应，然而由于H2S和O2之间的反应是强烈的放热反应，而释放的热量又只靠辐射来发散，因此限制了克劳斯窑炉只能处理少量的H2S气

几种空分方法的比较

几种空分方法的比较 项目深冷空分法膜分离空分法变压吸附空分法 分离原理 将空气液化，根据氧和氮 沸点不同达到分离。根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异来 完成分离。 加压吸附，降压解吸，利用氧氮吸附能力不同达 到分离。 装置特点 工艺流程复杂，设备较多， 投资大。 工艺流程简单，设备少，自控阀门少，投资较大。工艺流程简单，设备少，自控门较多，投资省。工艺特点-160～-190℃低温下操作常温操作常温操作 操作特点启动时间长，一般在15～ 40小时，必须连续运转， 不能间断运行，短暂停机， 恢复工况时间长。 启动时间短，一般在一般≤20min，可连续运行，也可 间断运行。 启动时间短，一般≤30min，可连续运行，也可间 断运行。 维护特点设备结构复杂，加工精度 高，维修保养技术难度大， 维护保养费用高。 设备结构简单，维护保养技术难度低，维护保养费用 较高。 设备结构简单，维护保养技术难度低，维护保养 费用低。 土建及安装特点占地面积大，厂房和基础 要求高，工程造价高。安 装周期长，技术难度大， 安装费用高。 占地面积小，厂房无特殊要求，造价低。安装周期短， 安装费用低。 占地面积小，厂房无特殊要求，造价低。安装周 期短，安装费用低。 产气成本0.5～1.0KW.H/Nm3 以RICH膜分离制氮设备单位产气量能耗为例：单位 产98%纯度氮气的电耗为0.29KW.H/Nm3。以RICH常温变压吸附制氮设备单位产气量能耗为例：单位产98%纯度氮气的电耗为 0.25KW.H/Nm3。 安全性在超低温、高压环境运行 可造成碳氢化合物局部聚 集，存在爆炸的可能性。 常温较高压力下操作，不会造成碳氢化合物的局部聚 集。 常温常压下操作，不会造成碳氢化合物的局部聚 集。 可调性 气体产品产量、纯度不可 调，灵活性差 气体产品产量、纯度可调，灵活性较好。气体产品产量、纯度可调，灵活性好。 经济适用性气体产品种类多，气体纯 度高，适用于大规模制气、 用气场合。 投资小、能耗低，适用于氮气纯度79%～99.99的中 小规模应用场合。膜分离制氮能耗在氮气纯度99%以 下和变压吸附制氮能耗相差不大，氮气纯度99.5%以 上经济性比变压吸附差。膜分离制氧工艺尚不成熟， 一般产氧纯度21%～45%，基本未得到工业应用。 投资小、能耗低，适用于氧气纯度21%～95%、 氮气纯度79%～99.9995的中小规模应用场合。 RICH牌节能型变压吸附系列制氮装置经济性优 异，特别是氮气纯度99.9%以上的设备更体现了 变压吸附空分法的无与伦比的优势。 注：其他供气方式是基于上述空分制气产业基础上的产业延伸，供气过程产生了中间环节的费用，增加了用气成本，可操作性差，其中运输式和钢瓶式供气存在较大安全隐患。

空气分离原理

一、空气分离的方法和原理 空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。 空分分离的方法和原理： 空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３种实现空气分离方法。 １）深冷法（也称低温法）：先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大气压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６℃，沸点低的氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。要将空气液化，需将空气冷却到﹣１７３℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。深冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法； ２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的产品。吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获得高纯度的的双高产品。 ３）膜分离法：利用一些有机聚合膜的潜在选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点，实现氧、氮的分离。这种分离方法得到的产品纯度不高，规模也较小，目前只适用于生产富氧产品。 二、空气的组成 氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。在常温常压下它们呈气态。在标准大气压下，氧被冷凝至－183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进行分离。 空气中除氧、氮和氩外，还有氖、氦、氪、氙等稀有气体，这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上，稀有气体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行能耗。目前大型的空分装置都普遍带无氢制氩工艺。 三、空气分离的基本原理 空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷凝温度－173℃),然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。 压缩空气除去水分和二氧化碳等杂质后，经热交换系统和增压膨胀机制冷后进入下塔，在塔板上气体与液体接触，由于气、液之间温度差的存在,在进行传热和传质交换时,低沸点组分氮吸收热量开始蒸发,氮组分首先蒸发出来,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先冷凝氧组分.这过程一直进行到气相和液相的温度相等为止,也即气、液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了.多次的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。 空气在下塔被初步精馏为气氮、污液氮和富氧液空，以节流阀减压降温后送至上塔作为上塔的回流液，进一步实现精馏，最终在上塔顶部得到纯氮气，下部得到合格的液氧产品。 主冷凝蒸发器是连接上下塔实现精馏过程的纽带，起到承上启下的重要作用。根据压力对应液化温度成正比的特性，在主冷凝蒸发器中通过液氧将压力氮气冷凝为液氮，为上下塔提供回流液建立精馏工况，同时主冷氧侧的液氧被蒸发成气氧，进入上塔作为上升蒸气，主冷凝蒸发器换热工况的平衡直接关系到精馏工况的稳定。

空气分离的基本原理空气分离的基本原理是利用低温精馏法1

《空气分离流程工艺》 课程：过程装备成套技术 姓名：刘小菲 学号: 08180224 学院：石油化工学院 班级：基地一班

一．空气分离简介及基本原理 空气分离简称空分，利用空气中各组分物理性质不同（见表），采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程。 空气分离最常用的方法是深度冷冻法（如图示）。此方法可制得氧、氮与稀有气体,所得气体产品的纯度可达％～％。此外,还采用分子筛吸附法分离空气(见变压吸附),后者用于制取含氧70％～80％的富氧空气。 近年来，有些国家还开发了固体膜分离空气的技术。氧气、氮气及氩气、氦气等稀有气体用途很广，所以空气分离装置广泛用于冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、军事等工业部门。 空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，按照各组分蒸发温度的不同将空气分离。双级精馏塔在上塔顶部和底部同时获得纯氮气和纯氧气；也可以在主冷的蒸发侧和冷凝侧分别取出液氧和液氮。

精馏塔中空气分离分为两级，空气在下塔进行第一次分离，获得液氮，同时得到富氧液空；富氧液空被送向上塔进行精馏，获得纯氧和纯氮。上塔又分为两段:以液空进料口为界，上部为精馏段，精馏上升气体，回收氧组分，提纯氮气纯度，下段为提馏段，将液体中的氮组分分离出来，提高液体的氧纯度。 二．空气设备 简史 到50年代，由于吹氧炼钢和高炉鼓风工艺的推广应用以及氮肥工业的迅速发展，空气分离设备向大型化发展，并应用了近代的科研成果， 吸附器等设备之后，空气分离设备不断得到改进和完善，设备中的空气压力从高压（20兆帕）降到低压（小于1兆帕）,单位产品的电耗也逐渐下降（每立方米氧的电耗从降至千瓦·小时）。现代空气分离设备能生产各种容量、不同纯度的气态或液态产品，也能制造超高纯度的氧和氮（如含氧％和含氮％）空气分离设备还能根据用户的需要，通过电子计算机的控制，随时增减产品的数量，达到经济用氧的目的。到80年代，大型空气分离设备的氧气生产能力已达到70000米(／时；空气压力下降到兆帕；连续运转周期可达2年以上。 分类 空气分离设备是由多种机械和设备组成的成套设备，常按空气压力来分类。常用的有高压、中压和低压3种． 低压设备由于电耗低、连续运转周期长、经济效益高，被广泛采用。 低压空气分离设备。整个设备由空气压缩系统、杂质净化和换热系统、制冷系统和液化精馏4个主要系统组成。相应的机械设备有空气透平压缩机、空气冷却塔、透平膨胀机和分馏塔等。低压空气分离设备的工作原理建立在液化循环和精馏理论基础上进入的空气先经空气过滤器,而后由透平压缩机空气冷却塔压缩和冷却到压力为兆帕、温度为303K 左右,再进入切换式换热器(E1、E2)两换热器能清除空气中的水和二氧化碳,并进行热交换,把空气冷却到接近液化温度(101K)后送入下塔，从下塔

克劳斯法硫回收工艺实例

克劳斯法硫回收工艺 一、工艺要求 三高无烟煤：元素分析含硫3.3% 造气：121332Nm3含硫化氢1.11% 含COS0.12% 约17克/Nm3 低温甲醇洗：净化气含硫0.1ppm 送出H2S含量为35%左右的酸性气体3871Nm3。 本岗位主要任务是回收低温甲醇洗含硫CO2尾气中的H2S组份，通过该装置回收，制成颗粒状硫磺。同时将尾气送到锅炉燃烧，使排放废气达到国家排放标准，本装置的正常硫磺产量约为16160吨/年。 二、工艺方法 1、常用硫回收工艺 (1) 液相直接氧化工艺 有代表性的液相直接氧化工艺有：ADA法和改良ADA法脱硫、拷胶法脱硫、氨水液相催化法脱等。液相直接氧化工艺适用于硫的“粗脱”，如果要求高的硫回收率和达到排放标准的尾气，宜采用固定床催化氧化工艺或生物法硫回收工艺。 (2) 固定床催化氧化工艺 硫回收率较高的Claus工艺是固定床催化氧化硫回收工艺的代表。Claus硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元，这些先进的尾气处理单元或与硫回收装置组合为一个整体装置，或单独成为一个后续装置。Claus硫回收工艺及尾气处理方式种类繁多，但基本是在Claus硫回收技术基础上发展起来的，主要有：SCOT 工艺、SuperClaus工艺、Clinsulf工艺、Sulfreen工艺、MCRC工艺等。 2. 克劳斯硫回收工艺特点 常规Claus工艺是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S 气体回收硫的主要方法。其特点是：流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。但是由于受化学平衡的限制，两级催化转化的常规Claus工艺硫回收率为90-95%，三级转化也只能达到95-98%，随着人们环保意识的日益增强和环保标准的提高，常规Claus工艺的尾气中硫化物的排放量已不能满足现行环保标准的要求，降低硫化物排放量和提高硫回收率已迫在眉睫。

焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析

焦炉煤气脱硫及硫回收工艺分析 (冶金工业规划研究院; Email:dengdpan@https://www.wendangku.net/doc/0b16632468.html,) 潘登 摘要：简述了几种具有代表性的脱硫、脱氰工艺，分析了不同工艺特点。介绍 了常用的几种硫回收工艺，并总结了脱硫工艺组合硫回收工艺的原则和方法，为企业选择焦炉煤气净化工艺提供参考依据。 关键词：焦炉煤气，脱硫，硫回收，工艺分析 一．前言 炼焦煤在干馏过程中，煤中全硫的20～45%会转到荒煤气中，荒煤气中的硫 以有机硫和无机硫两种形态存在，有机硫主要有二硫化碳、噻吩、硫醇等，煤气 中95%以上的硫以H2S无机硫形态存在，由于荒煤气中的有机硫含量很少而且在煤气净化洗涤过程中大部分会被除去，因此焦炉煤气的脱硫主要是脱除煤气中的H2S，同时除去同为酸性的HCN。据生产统计焦炉炼焦生产的荒煤气中H2S 含量为2～15g/m3，HCN含量为1～2.5 g/m3。荒煤气中H2S在煤气处理和输送过程中，会腐蚀设备和管道危害生产安全，未经脱硫的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2，造成严重的大气污染，同时H2S含量较高的焦炉煤气用在冶炼，将严重影响钢材产品质量，制约高附加值优质钢材品种的开发。出于生产安全，环保要求及煤气有效利用方面考虑，那种五、六十年代老焦化厂采用荒煤气→冷凝鼓风工段→硫铵工段→粗苯工段的无脱硫工段老三段模式与绿色环保的现代生产理念相悖，这样焦炉煤气脱硫已经成为煤气净化不可或缺的重要组成部分。焦炉煤气脱硫，不但环保，而且还可以回收硫磺及硫酸等化学品，产生一定的经济效益。在淘汰落后产能以及清洁生产政策下，对煤气脱硫的要求是越来越高，《焦化行业准入条件》已明确要求焦炉煤气必须脱硫，脱硫后煤气作为工业或其它用时H2S含量应不超过250 mg/Nm3，若用作城市煤气，H2S含量应不超过20mg/Nm3。本文将对焦炉煤气常用脱硫工艺进行介绍，分析不同工艺的特点，同时对硫回收工艺作简要说明。 二．工艺概述 近年来，焦炉煤气脱硫技术经不断发展与完善已日益成熟和广泛应用，脱硫 产品以生产硫磺和硫酸工艺为主。煤气脱硫主要有干法脱硫和湿法脱硫两大类，

硫回收工段工艺原理

采用SUPERCLAUS 硫磺回收工艺，是基于硫化氢（H 2S ）与受控比的氧气流进行的部分燃烧。O 2与H 2S 的比率将自动维持，以实现所有碳氢化合物的完全氧化以及酸性原料气中H 2S 的部分燃烧。 在SUPERCLAUS 反应器的进口处H 2S 含量为0.7-0.8%（v ），设计值为0.781%（v ）。传统的Claus 工艺中，空气与酸气的比例应能保证燃烧后气体中的H 2S 与SO 2的比率刚好为2:1，是Claus 反应的最佳比例。 SUPERCLAUS 工艺中，氧气与酸气的比例将调整到使H 2S 与SO 2的比例大于2:1，以保证在SUPERCALUS 反应器进口H 2S 的浓度要求，从而达到更高的总回收率。控制氧气，使进入SUPERCLAUS 反应器的过程气中的H 2S 浓度处于0.7-0.8%（v ）。前端燃烧步骤的操作时基于对H 2S 浓度反馈的控制，而非传统的对H 2S/SO 2(或H 2S-2SO 2)反馈比例的控制。第二级Claus 催化所产生的废气流中的H 2S 浓度将由过程气分析器进行测量。 原理归纳如下： （1）如果进入SUPERCLAUS 反应器的H 2S 浓度太高，需要向燃烧器供给更多的氧气来生成SO 2。 （2）如果进入SUPERCLAUS 反应器的H 2S 浓度太低，则向燃烧器供给相对较少的氧气以生成更少的SO 2。 主要反应： 2H 2S+3O 2→SO 2+H 2O+热量 Claus 反应器之后的冷凝可以使下一级Claus 反应向正反应方向移动，提高硫的回收率。 剩余H 2S 气体中的大部分与SO 2反应生成单质硫： 4H 2S+2SO 2→3S 2+2H 2O-热量（克劳斯反应） Claus 催化阶段 位于下游的Claus 催化阶段将进一步提高硫的总体转化率。在Claus 反应器中将发生以下反应： 热量2x 322x 22++?+O H S SO S H SUPERCLAUS 反应器阶段 来自最后一个Claus 反应器的过程气与空气混合，在SUPERCLAUS 反应器中，使用一种特殊的催化剂来进行H 2S 选择氧化，直接得到单质硫。反应方程式： O H S O S H 2x 22x 121+?+

空分技术要点及操作详解

空分技术要点与操作详解 空分作为化工生产中重要的一个环节，其产生的工业气体用途广泛，作用重大。 煤化工空分装置基本术语 1、空气 存在于地球表面的气体混合物。接近于地面的空气在标准状态下的密度为1.29kg/m3。主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。 2、加工空气 指用来分离气体和制取液体的原料空气。 3、氧气 分子式O2，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。在标准状态下的密度为 1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为90.17K。化学性质极活泼，是强氧化剂。不能燃烧，能助燃。 4、工业用工艺氧 用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量一般小于98%。（体积比）

5、工业用气态氧 用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量大于或等于99.2%。（体积比） 6、高纯氧 用空气分离设备制取的氧气，其氧含量大于或等于99.995%（体积比）。 7、氮气 分子式N2，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。在标准状态下的密度为 1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa压力下的沸点为77.35K。化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。 8、工业用气态氮 用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量大于或等于98.5%（体积比）。 9、纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含量大于或等于99.995%（体积比）。 10、高纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含量（体积比）大于或等于99.9995%。 11、液氧（液态氧）

常用工业气体的应用及分离方法分离原理很全面的总结.doc

常用工业气体的应用及分离方法、分离原理，很全面的总 结 工业气体可以分为一般工业气体和特种工业气体。一般工业气体对产品的纯度要求不高，特种气体产销量很少，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度和组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求，属于高技术、高附加值的产品。通常将特气分为三类：高纯或超纯气体、标准校正气体和具有特定组成的混合气体。 一、工业气体 二、液态气 工业气体的应用 工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性，因此在国民经济中占有举足轻重的地位，推广应用速度非常快，几乎渗透到各行各业。气体产品作为现代工业重要的基础材料，应用范围很广，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。工业气体用量最多的传统产业有：炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯

乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革等石油化学工业、机械工业中的焊接，金属热处理、氦扦漏等，浮法玻璃生产等。由于这些传统产业在近几年发展迅速，工业气体的用量也达到高峰。 工业气体用量正在掘起的产业有：煤矿灭火、石油开采、煤气化和煤液化，玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑，砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻，食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏、麻醉技术及氧吧等。 工业气体应用正在试验中的产业有：固体氮生产，燃料电池生产，磁性材料生产，超细加工，天然气发电，压缩天然气汽车，氢能汽车生产等。 工业气体用量较多的产业，如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备，实行自产自销的企业经营方针，一些工业气体用量较少的产业，主要依靠市场购买工业气体。 工业中常用气体分离方法和原理常用工业气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳、液氨、液氯、乙炔气、氢气

常用工业气体的应用及分离方法分离原理很全面的总结

常用工业气体的应用及分离方法、分离原理，很全面的总结 工业气体可以分为一般工业气体和特种工业气体。 一般工业气体对产品的纯度要求不高，特种气体产销量很少，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度和组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求，属于高技术、高附加值的产品。通常将特气分为三类：高纯或超纯气体、标准校正气体和具有特定组成的混合气体。 一、工业气体 二、液态气 工业气体的应用 工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氟、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性，因此在国民经济中占有举足轻重的地位，推广应用速度非常快，几乎渗透到各行各业。气体产品作为现代工业重要的基础材料，应用范围很广，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。工业气体用量最多的传统产业有：炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革等石油化学工业、机械工业中的 焊接，金属热处理、氦扦漏等，浮法玻璃生产等。由于这些传统

产业在近几年发展迅速，工业气体的用量也达到高峰。 工业气体用量正在掘起的产业有：煤矿灭火、石油开采、 煤气化和煤液化，玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑，砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻，食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏、麻醉技术及氧吧等。 工业气体应用正在试验中的产业有：固体氮生产，燃料电池生产，磁性材料生产，超细加工，天然气发电，压缩天然气汽车，氢能汽车生产等。 工业气体用量较多的产业，如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备，实行自产自销的企业经营方针，一些工业气体用量较少的产业，主要依靠市场购买工业气体。 工业中常用气体分离方法和原理常用工业气体包括氧 气、氮气、氩气、二氧化碳、液氨、液氯、乙炔气、氢气等。工 业气体的生产方法较多，现择要简介一些常见的生产方法。 、氧气 工业氧气的生产方法主要有空气液化分离精馏法（简称空分法）、水电解法和变压吸附法等。空分法生产氧气的工艺流程大体是：吸收空气T二氧化碳吸收塔T压缩机T冷却器T干燥器T冷冻机T液化分离器T油分离器T气体储槽T氧气压缩机

空分工作原理[1]..

空分原理 绪论 一、空气分离的几种方法 1、 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩 膨胀液化（深冷）精馏 低温法的核心 2、 吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。 特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。 3、 膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。 穿透膜的速度比快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低，纯度低（氧气纯度约25%~35%）二、学习的基本内容 1、 低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律； 传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主； 流体力学：伯努利方程、连续性方程； 2、 获得低温的方法 绝热节流 相变制冷 等熵膨胀 3、 溶液的热力学基础 拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心） 4、 低温工质的一些性质：（空气、O、N、Ar） 5、 液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等） 6、 气体分离（结合设备） 三、空分的应用领域 1、 钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）； 2、

煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电； 3、 化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气； 4、 造纸：漂白剂； 5、 国防工业：氢氧发动机、火箭燃料； 6、 机械工业； 四、空分的发展趋势 ○现代工业——大型、超大型规模； ○大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇； ○污水处理：富氧曝气； ○二次采油； 第一章 空分工艺流程的组成 一、工艺流程的组织 我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革：第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； 第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环； 第三代：可逆式换热器； 第四代：分子筛纯化； 第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩； ○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品； ○内压缩流程：化工类：5~8 ：临界状态以上，超临界； 钢铁类：3.0 ，临界状态以下； 二、各部分的功用 净化系统压缩冷却纯化分馏（制冷系统，换热系统，精馏系统） 液体：贮存及汽化系统； 气体：压送系统； ○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； ○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力； （热力学第二定律） ○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性 有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用； ○纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为：；

硫磺回收装置工艺流程描述

硫磺回收装置工艺流程描述 1、制硫部分 自溶剂再生装置来酸性气经分液罐脱液、酸性气预热器加温后，与来自酸性水汽提装置的含氨酸性气混合，进入制硫燃烧炉进行高温转化反应。在炉内，酸性气中的烃类等有机物全部分解，约65％(v)的H2S进行高温克劳斯反应，生成单质硫。 燃烧时所需空气由制硫炉鼓风机供给。 自燃烧炉排出的高温过程气一小部分通过高温掺合阀调节一级二级转化器的入口温度，其余部分进入制硫余热锅炉冷却至约350℃；制硫余热锅炉壳程用来发生1.0MPa饱和蒸汽。 从制硫余热锅炉出来的过程气进入一级冷凝冷却器，被冷却至170℃，冷凝下来的液体硫磺自底部进入硫封器A,顶部出来的过程气经高温掺合阀调节至约240℃进入一级转化器。在一级转换器催化剂的作用下，过程气中的H2S和SO2进一步进行克劳斯反应，产生单质硫，进入二级冷凝冷却器，被冷却至160℃，冷凝下来的液体硫磺自底部流出进入硫封器B，冷凝器顶部出来的过程气再经高温掺合阀加热至220℃，进入二级转化器。 在二级转换器催化剂的作用下，过程气中剩余的H2S和SO2进一步发生催化转化，反应后的气体进入三级冷凝冷却器，自236℃被冷却至158℃，被冷凝下来的液硫自底部流出进入硫封罐C，冷凝器顶部出来的尾气进入硫雾捕集器。硫雾捕集器底部分离出携带的液硫，进入硫封罐D，顶部气相进入尾气处理部分。 汇入硫封罐的液硫自流进入液硫池，液硫中的有毒气体被蒸汽喷射器送至尾气焚烧炉焚烧。脱气后的液硫用液硫提升泵送至液硫成型部分，进行造粒成型包装出厂。 2、尾气处理部分 尾气自捕集器顶部出来，进入尾气加热器、电加热器，混氢后进入加氢反应器，在加氢催化剂的作用下进行加氢、水解反应，使尾气中的SO2、COS、CS2还原、水解为H2S。 反应后的高温气体经降温后进入急冷塔下部，与急冷水逆流接触、水洗冷却至40℃。尾气急冷塔使用的急冷水，用急冷水循环泵自急冷塔底部抽出，经急冷水冷却器冷却至40℃，然后循环使用。为了防止设备腐蚀，需在急冷水中注入NH3，以调节其pH值保持在7～8。急冷降温后的尾气自急冷塔顶出来进入尾气吸收塔。 自溶剂再生系统来的MDEA贫胺液（30％的MDEA液）进入尾气吸收塔上部，与尾气急冷塔来的尾气逆流接触，尾气中的H2S被吸收。吸收H2S后的MDEA富液，经富液泵送返溶剂再生系统进行再生。 自吸收塔顶出来的净化尾气进入尾气焚烧炉，在700℃左右高温下，尾气中残留的硫化物焚烧生成SO2，高温烟气进入余热锅炉产出1.0Mpa蒸汽，同时烟气温度降至约350℃，由烟囱排入大气。

空气分离方法和工艺流程的选择

空气分离方法和工艺流程的选择 随着社会的快速发展，对高纯氮、高纯氧的需求不断增加因此，空分技术得到了发展。因为氮和氧的纯度。因此，需要选择不同的空分方法和工艺流程。本文对空分方法和工艺流程的选择进行了探讨，供有关人员参考。 标签：空气分离;方法;工艺流程;选择 0引言 空分是根据空气组分的不同物理性质，采用psa、膜分离或低温分离等方法，将氧气、氮气与空气或氩气、氦气等稀有气体同时分离出来的过程。近年来，随着我国国民经济的快速发展，不同类型的空分设备被广泛应用于钢铁冶金、电子、化工、煤化工、航空航天和油气开发等行业。作为一名工程设计人员，有必要掌握空分装置不同技术和工艺的特点。在设计过程中，能够根据用户对产品的生产和质量要求，准确分析工况特点，为用户选择合理的空分技术和工艺。我们不仅要防止盲目追求新技术，还要确保所选工艺安全可靠、高效节能、节约投资、创造效益。 一、空分技术及流程介绍 常见的空分工艺有低温分离和非低温分离。非低温分离技术还包括变压吸附分离技术和 膜分离技术。 1变压吸附分离技术 1. 1 变压吸附分离技术的分离原理 变压吸附分离技术是压缩空气为原料，与孩子筛作为吸附剂，在一定的压力下，利用空气中的氧和氮分子在不同分子筛表面吸附量差异，氮（氧）在约定的时间内吸附相浓度、氧（氮）气相中的丰富，提供氧气，氮气分离;分子筛吸附剂减压后进行分析再生再利用。 1.2 变压吸附分离流程 变压吸附分离工艺过程如图1所示。空气经空气压缩机压缩后，由净化系统除去有害杂质后进入吸附塔。在吸附塔中，填充不同种类的吸附剂，吸附氧（氮）分子，使未吸附的氮（氧）氣体富集，在吸附塔的顶部得到高纯度的产物气体。目前变压吸附多采用A、B双塔工艺。当一组进行吸附时，另一组进行降压解吸。双吸附塔按设定的时间顺序交替工作，实现连续供气。通过改变吸附剂和吸附压力[1]，可以得到不同质量等级的氧、氮产品。