2025空分操作试题及答案

2025空分操作试题及答案一、填空题（每题2分，共20分）1.在空分设备中，空气经过过滤、压缩、冷却后进入（）进行初步的杂质去除。答案：空气预冷系统。空气预冷系统的作用是对压缩后的高温空气进行冷却，并初步去除其中的一些杂质，如水分、部分灰尘等，为后续的纯化过程创造良好条件。2.分子筛吸附器的再生过程包括（）、（）和冷吹三个阶段。答案：加热、降压。分子筛吸附器在吸附一定量的杂质后需要再生恢复吸附能力。首先进行降压，降低吸附器内压力，使被吸附的杂质更容易解吸；然后通过加热气体将热量传递给分子筛，使杂质进一步解吸；最后进行冷吹，用低温气体将分子筛冷却到合适的温度，以便再次投入吸附工作。3.精馏塔内的精馏过程是基于混合物中各组分（）的不同来实现分离的。答案：沸点。在精馏塔中，混合物在塔内进行多次部分汽化和部分冷凝过程，由于各组分沸点不同，沸点低的组分更容易汽化上升，沸点高的组分则更容易冷凝下降，从而实现各组分的分离。4.空分设备中常用的制冷方法有（）制冷和（）制冷。答案：节流、膨胀机。节流制冷是利用流体在通过节流阀等节流元件时，压力降低，焓值不变，温度降低的原理来实现制冷。膨胀机制冷则是通过气体在膨胀机内膨胀对外做功，使气体的内能减少，温度降低，从而达到制冷的目的。5.主冷液位的稳定对于空分设备的正常运行至关重要，液位过高可能导致（），液位过低可能导致（）。答案：液氧淹没板式换热器通道影响换热效果、主冷液氧中有害杂质浓缩引发爆炸危险。主冷液位过高会使液氧充满板式换热器的部分通道，减少气体与液体的接触面积，影响换热效率。液位过低时，液氧中的乙炔等有害杂质浓度会相对升高，当达到一定浓度时，在一定条件下可能会引发爆炸。6.透平膨胀机的轴承通常采用（）润滑，以保证其高速稳定运行。答案：油膜。油膜润滑可以在轴承表面形成一层连续的油膜，起到减少摩擦、降低磨损、散热和缓冲的作用，使透平膨胀机的轴承能够在高速旋转的情况下保持稳定运行。7.空分设备中的安全阀是一种（）装置，当设备内压力超过规定值时，安全阀自动开启泄压。答案：安全保护。安全阀的作用是确保空分设备在运行过程中的安全，当设备内压力异常升高超过规定值时，安全阀会自动开启，将多余的压力释放出去，防止设备因超压而损坏，保障人员和设备的安全。8.空气压缩机的排气温度过高会导致（），同时还会影响润滑油的性能。答案：压缩空气品质下降、设备零部件损坏。排气温度过高会使压缩空气中的水分蒸发加剧，导致压缩空气的湿度增加，品质下降。高温还会使设备的零部件膨胀变形，加速零部件的磨损，甚至导致零部件损坏，影响设备的正常运行和使用寿命。9.空分设备启动前需要对系统进行（），以确保系统内无杂质和水分。答案：吹除和干燥。吹除可以将系统内的灰尘、铁锈等杂质吹出，干燥则是去除系统内的水分，防止水分在低温环境下结冰堵塞管道和设备，保证空分设备的正常启动和运行。10.在空分设备的运行过程中，需要密切监测氧气、氮气等产品的（）和（），以保证产品质量符合要求。答案：纯度、产量。产品的纯度直接关系到其使用价值，不同的应用场景对氧气、氮气的纯度有不同的要求。产量则反映了空分设备的生产能力，需要根据用户的需求进行合理控制和调节。二、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种气体不属于空分设备分离出的主要产品（）A.氧气B.氮气C.氢气D.氩气答案：C。空分设备主要是将空气中的氧气、氮气和氩气等进行分离和提纯，氢气不是从空气中直接分离得到的，所以答案选C。2.分子筛吸附器吸附的主要杂质不包括（）A.水分B.二氧化碳C.乙炔D.氧气答案：D。分子筛吸附器主要用于吸附空气中的水分、二氧化碳、乙炔等杂质，氧气是空气的主要成分之一，不是分子筛吸附的对象，所以答案选D。3.透平膨胀机的效率与下列哪个因素无关（）A.进气压力B.进气温度C.排气压力D.设备的颜色答案：D。透平膨胀机的效率主要与进气压力、进气温度、排气压力等热力参数有关，设备的颜色对其效率没有影响，所以答案选D。4.空分设备中，主冷的换热方式是（）A.间壁式换热B.混合式换热C.蓄热式换热D.以上都不是答案：A。主冷通常采用板式换热器，属于间壁式换热，即冷热流体通过隔板进行热量交换，两种流体不直接接触，所以答案选A。5.空气压缩机的喘振是一种（）现象。A.正常运行B.不稳定运行C.高效运行D.节能运行答案：B。喘振是空气压缩机在运行过程中出现的一种不稳定现象，会导致压缩机的流量和压力剧烈波动，严重影响压缩机的正常运行和使用寿命，所以答案选B。6.空分设备中，液氧泵的作用是（）A.输送液氧B.提高液氧压力C.使液氧汽化D.A和B答案：D。液氧泵的主要作用是将液氧从一个地方输送到另一个地方，同时提高液氧的压力，以满足后续工艺的需求，液氧泵本身不会使液氧汽化，所以答案选D。7.下列关于空分设备中阀门的说法，错误的是（）A.截止阀主要用于截断或接通介质流B.调节阀用于调节流量和压力C.安全阀在设备正常运行时也会开启D.球阀具有开关迅速的特点答案：C。安全阀只有在设备内压力超过规定值时才会自动开启泄压，在设备正常运行时是关闭的，所以答案选C。8.空分设备启动阶段，冷却过程中应遵循（）的原则。A.先快后慢B.先慢后快C.匀速冷却D.随意冷却答案：B。在空分设备启动冷却过程中，开始时应缓慢冷却，让设备各部分均匀收缩，避免因温差过大产生热应力损坏设备。当温度降低到一定程度后，可以适当加快冷却速度，所以答案选B。9.空分设备运行中，氩馏分的抽取位置一般在（）A.上塔中部B.上塔下部C.下塔顶部D.下塔底部答案：A。氩馏分是从空分设备的上塔中部抽取的，因为在这个位置氩气的含量相对较高，有利于后续氩气的提取和提纯，所以答案选A。10.空分设备的自动化控制系统可以实现对设备的（）A.远程监控B.自动调节C.故障报警D.以上都是答案：D。空分设备的自动化控制系统可以对设备进行远程监控，实时了解设备的运行状态；能够根据工艺要求自动调节设备的参数，保证设备的稳定运行；当设备出现故障时，还能及时发出报警信号，所以答案选D。三、判断题（每题2分，共20分）1.空分设备可以将空气中的所有成分完全分离。（）答案：错误。虽然空分设备可以将空气中的氧气、氮气、氩气等主要成分进行分离和提纯，但由于技术和成本等因素的限制，不可能将空气中的所有成分完全分离，总会有一些微量杂质存在，所以该说法错误。2.分子筛吸附器的吸附容量是固定不变的。（）答案：错误。分子筛吸附器的吸附容量会受到多种因素的影响，如温度、压力、气体中杂质的浓度等。一般来说，温度越低、压力越高，分子筛的吸附容量越大；气体中杂质浓度越高，吸附容量相对会降低，所以该说法错误。3.透平膨胀机在运行过程中不需要进行维护。（）答案：错误。透平膨胀机是高速旋转的设备，在运行过程中需要定期进行维护，包括检查轴承的润滑情况、密封性能、设备的振动情况等，以确保其安全稳定运行，所以该说法错误。4.空分设备的主冷液位越高越好。（）答案：错误。如前面填空题所述，主冷液位过高会影响换热效果，甚至可能导致设备故障，所以主冷液位需要保持在合适的范围内，并非越高越好，该说法错误。5.空气压缩机的排气压力越高，其效率就越高。（）答案：错误。空气压缩机的效率与排气压力并不是简单的正相关关系。当排气压力过高时，压缩机需要消耗更多的能量来克服阻力，同时可能会出现喘振等不稳定现象，反而会降低效率，所以该说法错误。6.空分设备中，安全阀开启后可以自动关闭。（）答案：正确。当设备内压力降低到规定值以下时，安全阀会自动关闭，恢复到正常的密封状态，以保证设备的正常运行，所以该说法正确。7.液氧可以与油脂等易燃物接触。（）答案：错误。液氧具有强氧化性，与油脂等易燃物接触时，在一定条件下可能会引发剧烈的燃烧甚至爆炸，所以液氧严禁与油脂等易燃物接触，该说法错误。8.空分设备的启动过程可以随意进行，不需要遵循特定的步骤。（）答案：错误。空分设备的启动过程需要严格按照操作规程进行，遵循一定的步骤和顺序，如先进行系统的吹除和干燥，再进行设备的冷却、积液等操作，否则可能会导致设备损坏或运行不稳定，所以该说法错误。9.空分设备中，氩气的提取对氧气和氮气的生产没有影响。（）答案：错误。氩气的提取会影响上塔的精馏工况，进而对氧气和氮气的纯度和产量产生一定的影响，需要在生产过程中进行合理的调节和控制，所以该说法错误。10.空分设备的自动化控制系统可以完全代替人工操作。（）答案：错误。虽然自动化控制系统可以实现对空分设备的远程监控、自动调节和故障报警等功能，但在一些特殊情况下，如设备出现故障需要进行检修、系统参数需要进行人工干预调整等，仍然需要人工操作，所以该说法错误。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述空分设备中分子筛吸附器的工作原理。答：分子筛吸附器是利用分子筛对不同分子的吸附特性来工作的。分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径大小与被吸附分子的大小相当。当含有杂质（如水分、二氧化碳、乙炔等）的空气通过分子筛吸附器时，这些杂质分子会被吸附在分子筛的微孔表面。分子筛对不同分子的吸附能力不同，一般来说，极性分子和不饱和分子更容易被吸附。在吸附过程中，分子筛的吸附容量会随着时间的增加而逐渐达到饱和。为了使分子筛能够重复使用，需要对其进行再生。再生过程包括降压、加热和冷吹三个阶段。降压可以降低吸附器内的压力，使被吸附的杂质更容易解吸。加热是通过通入高温气体，将热量传递给分子筛，进一步促进杂质的解吸。冷吹则是用低温气体将分子筛冷却到合适的温度，以便再次投入吸附工作。2.分析空分设备中主冷液位波动的原因及处理方法。答：主冷液位波动的原因主要有以下几点：-精馏工况不稳定：上塔或下塔的精馏工况发生变化，如回流比不合适、进料量或组成变化等，会影响主冷的热量平衡，导致液位波动。-制冷量变化：制冷设备（如膨胀机）的制冷量不稳定，会使进入主冷的冷量发生变化，从而引起液位波动。-液体排放或补充异常：液氧泵的流量不稳定、液体排放阀的开度变化等，会导致主冷内液体的进出量不平衡，造成液位波动。-压力波动：主冷内压力的波动会影响液氧的沸点和汽化量，进而导致液位变化。处理方法如下：-稳定精馏工况：调整回流比、进料量和进料组成等参数，使精馏塔的工况恢复稳定。-稳定制冷量：检查制冷设备的运行状态，确保其制冷量稳定。如果膨胀机出现故障，及时进行维修或调整。-检查液体排放和补充系统：检查液氧泵的运行情况，确保其流量稳定；检查液体排放阀的开度是否合适，避免液体进出量异常。-稳定主冷压力：检查主冷的压力控制系统，确保压力稳定。如果压力波动较大，分析原因并进行相应的调整。3.说明空分设备中空气压缩机喘振的危害及预防措施。答：喘振的危害主要有以下几点：-设备损坏：喘振会导致压缩机的流量和压力剧烈波动，使压缩机的叶轮、轴等部件受到交变应力的作用，容易造成部件的疲劳损坏。-性能下降：喘振会使压缩机的效率急剧下降，增加能耗，同时还会影响压缩空气的质量和产量。-系统不稳定：喘振会引起整个空分系统的压力和流量波动，影响其他设备的正常运行，甚至可能导致系统停车。预防措施如下：-合理选型：根据空分设备的实际需求，选择合适的空气压缩机，确保其在设计工况下能够稳定运行。-控制流量：在压缩机运行过程中，要保证其流量不低于喘振流量。可以通过调节进口导叶、出口放空阀等方式来控制流量。-稳定工况：避免压缩机在工况变化剧烈的情况下运行，如避免频繁启停、快速加减负荷等。在工况变化时，要缓慢进行调整，使压缩机有足够的时间适应。-监测与保护：安装喘振监测装置，实时监测压缩机的运行状态。当接近喘振工况时，及时发出报警信号，并自动采取措施，如打开放空阀、调节进口导叶等，防止喘振的发生。五、计算题（10分）已知某空分设备的空气处理量为50000m³/h（标准状态），氧气产量为10000m³/h（标准状态），氧气纯度为99.6%，氮气产量为38000m³/h（标准状态），氮气纯度为99.9%。求该空分设备的氧气