2008年空分工技术比武试题.doc

2008年空分工技术比武试题专业知识：一、填空：（每空1分 共10分）1、透平膨胀机密封气的作用有两个，其一是： 防止冷气泄漏 ，其二是： 防止润滑油进入分馏塔 。2、空分流程中设置预冷机组的目的是： 降低空气出空冷塔的温度，减小分子筛负荷 。3、离心空压机一般采用 进口导叶 来调节其加工空气量。4、在填料塔中，气、液在塔内逆向流动，在填料层内充分地接触，进行热质交换的过程中， 沸点组分不断地转移到气相， 高 沸点组分不断进入液相。沿着塔高，气相中的 低 沸点组分浓度不断地提高，液相中 高 沸点组分浓度也在逐渐增大，就完成了两种成分的逐步分离（填高或低）；5、下塔液氮回流越多，则液空纯度越 低 ，液氮纯度越 高 ；6、精馏段和提馏段的划分界点是 液空进料口 ；二、选择：（每空2分 共20分）1、粗氩塔正常工作时，下列正确的说法有BC。A、粗氩塔冷凝器液空中的含氧量将高于空气中的含氧量，而小于下塔液空中的含氧量。B、若开大粗氩塔冷凝器液空回上塔阀门，在液空液位自动控制情况下，进冷凝器液空会增加，一段时间后，冷凝器液空中的含氧量会降低。C、若氩馏份中含氧量过低时，将造成粗氩塔阻力下降。D、若氩馏份中含氧量升高，则粗氩管道压力升高。2、 膨胀机进液的现象主要有AC。A、出口压力表抖动 B、发出尖叫声C、间隙压力升高并波动 D、转速上升3、 下列关于分子筛吸附剂的特点，论述正确的有CD。A、只能吸附大于其孔径的分子。B、沸点越低，越容易被吸附C、饱和性越大越容易被吸附D、极性越大越容易被吸附4、 允许进上塔的膨胀空气量，下列说法正确的是ABC。A、随着膨胀空气过热度的减小，允许进上塔的空气量增加B、随着入上塔液体过冷度的增加，允许进上塔的空气量增加C、随着液空含氧量的提高，允许进上塔的空气量增加D、随着液空含氧量的减少，允许进上塔的空气量增加5、 空分装置在生产中，关于主冷液位波动的正确说法是ABCA、下塔液空自动阀调节不灵活B、氩馏份中含氮量升高C、粗氩塔及精氩塔阻力下降D、减小粗氩塔冷凝器液空回流阀（但冷凝器液空液位不变）6、下列哪些情况发生时，主冷凝蒸发器的传热温差减小。CDA、液氧纯度降低 B、下塔顶部氮纯度降低 C、上塔压力升高 D、下塔压力降低7、在正常精馏工况下，筛板上的气液可分三个区域，从筛板由下往上看，它们的顺序为 C 。A、泡沫层、雾沫层 、鼓泡层 B、泡沫层、鼓泡层、雾沫层 C、鼓泡层、泡沫层、雾沫层 D、雾沫层、泡沫层、鼓泡层8、空分工艺正常时，若将V2阀开大些：_A_A、可提高液空纯度 B、可提高下塔氮气纯度 C、可提高下塔污液氮纯度 D、可使主冷液体增多9、氧压机启动正常，进行并网送氧时，送氧阀前后压差应（ B）MPa。A、1.0 B、0.3 C、0.110、粗氩塔从下往上，塔内物质含氮量的变化规律是( B )。A、由高到低 B、由低到高 C、保持不变 D、变化无规律三、判断：（每空1分 共10分）1、膨胀空气全部送入上塔总比部分旁通要好。（ ）2、在冷、热流体的性质、流量、进出口温度及换热面积都相同的条件下，逆流布置平均温差最大，叉流次之，顺流最小。（ ）3、吸附剂解吸再生越彻底，吸附容量就越大，所以再生完善程度与再生温度有关，与吸附容器中含有多少吸附剂无关。（）4、精氩塔冷凝器液氮液位设定值升高，可促使精氩塔氮塞。（）5、回流比大时，气相氮纯度低，液相氧纯度高。( )6、 在冷凝蒸发器液氧液面稳定的情况下，主冷中的液氧纯度要高于气氧，而流入主冷的液氧纯度与气氧纯度相同。 （ ）姓名： 工段： 7、 吸附剂的静吸附容量与温度、压力或浓度有关，温度升高静吸附容量降低；压力升高，静吸附容量降低； （ ）8、 当气体压力与数量一定时，温度越高，则体积越大，即体积与温度成正比； （ ( )9、 精馏塔内离开同一塔板的上升气体的温度比回流液高； （ ）10、 粗氩冷凝器中液空纯度低于下塔液空纯度； （ ）四、简答：1、为什么在空分塔中最低温度能比膨胀机出口温度还要低? 答：空分装置的制冷量主要靠膨胀机产生，但是，空分装置最低温度是在上塔顶部，维持在-193左右，比膨胀机出口温度(-180左右)要低，这是怎样形成的呢? 空分装置在启动阶段出现液体前，最低温度是靠膨胀机产生的，精馏塔内的温度也不可能低于膨胀后温度。但是，当下塔出现液体，饱和液体节流到上塔时，压力降低，部分气化，温度也降低到上塔压力对应的饱和温度。例如，下塔顶部-177的液氮节流到上塔时，温度就可降低至-193。此外，上塔底部的液氧温度为-180左右，在气化上升过程中，与塔板上的液体进行热、质交换，氮组分蒸发，气体温度降低，待气体经过数十块塔板，上升到塔顶时，气体已达到纯氮，温度也降到与该处的液体温度(-193)相等。因此，塔内最低温度的形成是液体节流膨胀和气液热、质交换的结果。3、低压空分设备的负荷调节范围与哪些因素有关，当氧气富裕而需要减少氧气产量时在调节上应注意什么问题? 答：低压空分设备的负荷调节范围与原料空压机调节性能、膨胀机的调节性能、精馏塔的结构特点等因素有关。目前设有进口导叶的透平空压机的流量调节范围在75%100%；设有可调喷嘴的透平膨胀机调节范围可在65%100%。关键是精馏塔的调节余地如何。目前，采用规整填料的精馏塔的负荷调节范围可达50%100%，而传统的筛板塔最好的调节范围在70%100%，负荷再低则可能因蒸气通过筛孔的速度过低而导致漏液。 当氧气有富裕而需要减少氧产量时，首先要减少氧产品的输出，再相应地减少空气流量，并根据主冷液位调节膨胀空气量。送往上塔的液空、液氮调节阀也要根据精馏工况相应地关小。应该注意的是，整个操作要缓慢和逐步完成，以保持减量过程中精馏工况的稳定。 如果有液氧贮存系统，减少氧产量可增加液氧的产量，将液氧贮存起来更为便利。可先将氧产量减下来，然后增加膨胀空气量，在保持主冷液位不变的情况下增加液氧的取出量。为保持上塔精馏工况的稳定，必要时可将部分膨胀空气走旁通。4、如何提高制氧机运转的经济性? 答：制氧机的经济性主要是指生产单位产品(每1m3氧气)所需的成本。成本费中包括电耗、水耗、油耗、蒸汽消耗、辅助物料消耗、维修费及生产管理费用等。为了提高制氧机运转的经济性，应该力求生产更多的产品，降低生产成本。 在成本费中，电耗占主要部分。而电耗中主要是压缩空气消耗的能量，其次是压缩氧气的能耗。所以，通常以生产1m3氧气所消耗的电能(kWh)作为衡量制氧机性能的一项指标。而压缩机的能耗与压缩空气量、排气压力及压缩机的效率有关。提高氧气生产的经济性的关键是提高管理水平和人员素质。应从以下几方面着手： 1)降低制氧机的操作压力，以减少空压机的电耗。为此应尽可能减少设备、管路的阻力，降低上塔压力；应保持一定的主冷液面，使主冷在最佳的传热工况下工作，以缩小主冷温差，降低下塔压力；尽量减少冷损。 2)提高压缩机的效率。首先要加强中间冷却器管理，使空气得到良好的冷却。 3)增加空气量。要减少切换损失，杜绝漏损，以便有更多的加工空气进塔参加分离。 4)增加氧气产量，提高氧的提取率。在调整中应力求降低氮中的含氧。 5)延长设备的连续运转周期，减少停机检修时间。为此要加强设备的日常维护，定期检修设备。要保证水分及二氧化碳的清除效果。 6)绝对避免塔内低温液体、低温气体的泄漏。在对单体设备加温时，温度也不宜过高。 7)综合利用生产多种产品。5、为什么在积液前预先将主冷冷透与靠液空蒸发来冷却主冷其效果不一样? 答：在全低压制氧机启动时，主冷的冷却需要消耗冷量，将它冷却到工作温度所需的冷量也是一定的。有人认为，在第二阶段用气体预冷主冷与第四阶段用液空来预冷，都是转移一部分冷量给主冷，效果应该相同，因此忽略了对主冷的预冷工作，结果造成在积液阶段切换式换热器过冷。这是什么原因呢? 这是因为在积液阶段，切换式换热器的温度工况已趋正常，膨胀机的制冷量除弥补冷损外，其余部分应转移给塔内，用来积累液体。它的冷量回收主要是靠液化器来进行的。例如，液化1kg空气约回收174kJ的冷量。如果这部分液体进入上塔，因主冷温度还很高而将全部汽化。虽然也会将一部分冷量转移给上塔，但是，蒸发的蒸气离开上塔后又通过液化器，而低温气体在液化器中的温升是有限的(例如从-189复热到-175)，因此，它在液化器中所能产生的液空量不到原来的10%，也就是说只有少量的冷量又通过液化器转移给塔内，余下的大部分冷量将转移给切换式换热器，从而造成切换式换热器过冷，中部温度下降，热端温差扩大。 由此可见，预先将主冷冷透与靠液空来冷却，在冷量分配的效果上是不一样的。在需要将更多的冷量转移到塔内的积液阶段，不应再用液体来冷却主冷设备，以免冷量又从塔内回到切换式换热器中去。6、全低压制氧机在积累液氧阶段应如何操作才能加速液面的上涨? 答：全低压制氧机在启动时，到了积累液氧的阶段，应将膨胀机富裕的制冷量尽可能地转移到塔内，用于积累液体。由于上塔主冷中的液体全部来自下塔，要使主冷中能积累起液体，首先应发挥液化器的作用，提供尽可能多的液体。 要使主冷预冷彻底，必须在冷却阶段使主冷通道内的气体畅通。为此，必须开大纯液氮调节阀，关闭液氮回流阀和污液氮调节阀，利用下塔来的冷空气通过主冷的氮通道加以冷却。同时开大液氧侧的吹除阀，利用进上塔的膨胀空气和液空来降低主冷温度，如图148所示。有的设备在液氮管路上加一供主冷冷却用的支管，如图中的虚线所示。在冷却主冷时，可开启阀6，使冷空气流过主冷的氮通道，然后再送至膨胀机或作为吹除气。冷却完毕后关闭阀6。 当主冷中开始积累起液体时，下塔顶部主冷的氮气通道中的温度已高于液氧温度。如果温差太大，液体蒸发得太快，液氧面上涨就慢，甚至不上涨。这时应关小调-1阀，稍开液氮回流阀，使下塔尽快建立起精馏工况，提高下塔顶部的氮纯度，从而降低氮侧的温度，缩小主冷温差，减少液氧的蒸发，液面的上涨速度就会加快。 当液氧面上涨到一定程度时，主冷的热负荷逐渐增加。如果调阀-1继续处于关闭状态，则主冷中液氮面会过高，影响主冷的换热，空气量进不来。同时，下塔的回流液过多，不但液空纯度会过低，而且可能造成下塔液泛。因此，这时应开大调阀-1，提高液空、液氧纯度，在液面继续上涨的同时，使上、下塔精馏工况逐渐趋于正常。由此可见，在积累液氧时，掌握好几个阀门的开关时机和相互配合，是加快液氧面上涨的重要方法，需在实际操作中很好摸索、掌握。7、纯化器再生时为什么出口温度先下降，然后才逐渐升高？答：纯化器再生时再生气出口温度不是上升而是下降，有时甚至出口结霜或冒汗，以后温度才逐渐上升。这是因为首先要加热分子筛和容器，所以温度迅速下降；随着分子筛解吸再生的进行，出口温度继续下降，因为将分子筛吸附的水分、二氧化碳等解吸附，需要一部分热量（及“脱附热”），再生气的热量被吸收，出口温度就降低了。当被解吸的分子筛逐渐增多，余下的逐渐减少时，所需的脱附热也逐渐减少，因此出口温度又逐渐升高。再生结束转入冷吹后，温度不是下降而是上升，这是由于加温结束时纯化器内温度较高，冷吹气流把热气体向下赶，高温区下移的缘故。8、加工空气量不足对精馏工况有什么影响？答：当空气量减少时，塔内的上升蒸气量及回流液体量均减少，但回流比认可保持不变，在正常情况下，它对氧、氮产品纯度影响不大，根据物料平衡，加工空气量减少，氧、氮产量都会相应减少。当气量减少时，蒸气流速降低，塔板上的液量也减少，液层减薄，因此塔班阻力有所降低。同时，由于主冷热负荷减小，传热面积有富裕，传热温差也可减小。这些影响将有利于降低上塔和下塔的压力。当气量减小过多时，可能出现由于气速过小而托不住筛孔上的液体，液体将从筛孔中直接漏下，产生漏夜现象，下漏的液体没有与蒸气充分接触，部分蒸发不充分，氮浓度较高。这将使精馏效果大大下降，影响到产品氧、氮的纯度，严重时甚至无法维持正常生产。9、空分装置的运行过程中，如何做到节能降耗？答：（1）提高压缩机的效率，定时排放气侧冷凝器中的冷凝水，按时检查每一级中间冷却器的回水温度。（2）按时检查空气吸入过滤器的吸入阻力，超过规