空分考试试题及答案

空分考试试题及答案一、填空题（每题2分，共20分）1.空气的主要成分按体积分数计算，氮气约占______，氧气约占______。答案：78%；21%解析：空气是一种混合物，其主要成分是氮气和氧气，按体积分数计算，氮气约占78%，氧气约占21%，这是空气组成的基本常识。2.空分设备中，精馏塔的作用是______。答案：将空气分离成氧气、氮气等不同组分解析：精馏塔是利用混合物中各组分挥发度不同，通过多次部分汽化和部分冷凝，使混合物得到分离的设备。在空分设备中，精馏塔就是通过这种原理将空气分离成氧气、氮气等不同组分。3.分子筛吸附器主要吸附空气中的______、______和______等杂质。答案：水分；二氧化碳；乙炔解析：分子筛具有选择吸附的特性，在空分设备中，它主要用于吸附空气中的水分、二氧化碳和乙炔等杂质，防止这些杂质进入后续设备，影响空分设备的正常运行。4.膨胀机的作用是______，以获得低温。答案：使气体膨胀对外做功，降低气体温度解析：膨胀机是利用气体膨胀对外做功，消耗气体的内能，从而使气体温度降低，为空分设备提供冷量，以获得低温环境。5.空分设备中，液氧的密度比气氧的密度______（填“大”或“小”）。答案：大解析：物质的密度与物态有关，一般情况下，液态物质的密度大于气态物质的密度。液氧是氧气的液态形式，气氧是氧气的气态形式，所以液氧的密度比气氧的密度大。6.精馏过程中，回流比是指______与______的比值。答案：回流量；塔顶产品量解析：回流比是精馏操作中的一个重要参数，它反映了塔顶回流量与塔顶产品量之间的关系。合适的回流比对于精馏塔的分离效果和能耗有着重要的影响。7.空分设备启动前，要对设备进行______和______，以确保设备无泄漏等问题。答案：气密性检查；吹扫解析：气密性检查可以检测设备是否存在泄漏情况，保证设备的安全性和运行效率。吹扫则是为了清除设备内的杂质、灰尘等，防止这些杂质对设备造成损坏。8.空气预冷系统中，常用的冷却介质是______。答案：水解析：水具有比热容大、来源广泛、成本低等优点，在空气预冷系统中，常用水作为冷却介质，通过水与空气的热交换来降低空气的温度。9.空分设备中，主冷凝蒸发器的作用是使______蒸发，______冷凝。答案：液氧；气氮解析：主冷凝蒸发器是连接上塔和下塔的关键设备，它利用气氮和液氧的沸点差，使液氧蒸发成气氧，气氮冷凝成液氮，从而实现氧氮的分离和循环。10.当空分设备的工况发生变化时，要及时调整______等参数，以保证产品质量和设备的稳定运行。答案：流量、压力、温度解析：流量、压力、温度是空分设备运行中的重要参数，当工况发生变化时，这些参数也会相应改变。及时调整这些参数可以保证设备的正常运行和产品质量的稳定。二、选择题（每题3分，共30分）1.下列气体中，不属于空分产品的是（）A.氧气B.氮气C.氢气D.氩气答案：C解析：空分设备主要是将空气分离成氧气、氮气、氩气等产品。氢气不是空气的主要成分，也不是空分设备的常规产品。2.分子筛吸附器的再生方式一般采用（）A.加热再生B.减压再生C.加热和减压联合再生D.冷却再生答案：C解析：分子筛吸附器在吸附一定量的杂质后需要进行再生。加热可以使被吸附的杂质分子获得能量，从分子筛的孔道中脱附出来；减压可以降低杂质的分压，促进脱附过程。因此，通常采用加热和减压联合再生的方式。3.膨胀机的进气温度越高，膨胀机的制冷量（）A.越大B.越小C.不变D.不确定答案：A解析：膨胀机的制冷量与进气温度有关。进气温度越高，气体的焓值越大，膨胀机对外做功时消耗的能量就越多，制冷量也就越大。4.空分设备中，上塔的压力一般（）下塔的压力。A.高于B.低于C.等于D.不确定答案：B解析：空分设备的上塔和下塔是通过精馏过程实现氧氮分离的。下塔的压力较高，有利于空气的液化和精馏分离；上塔的压力较低，有利于液氧的蒸发和气氮的冷凝。因此，上塔的压力一般低于下塔的压力。5.空气预冷系统中，空气经过冷却塔后，温度（）A.升高B.降低C.不变D.不确定答案：B解析：空气预冷系统的冷却塔是利用水与空气的热交换来降低空气的温度。空气在冷却塔中与冷水接触，热量传递给冷水，从而使空气的温度降低。6.精馏塔中，精馏段的作用是（）A.提浓气相中的易挥发组分B.提浓液相中的难挥发组分C.使气液两相充分接触D.以上都不对答案：A解析：精馏段是精馏塔中位于进料口以上的部分，在精馏段中，上升的气相与下降的液相进行传质，使气相中的易挥发组分不断提浓，最终在塔顶得到较纯的易挥发组分产品。7.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.使液氧循环D.以上都是答案：D解析：液氧泵在空分设备中起着输送液氧、提高液氧压力和使液氧循环的作用。它将液氧从主冷凝蒸发器输送到需要的地方，并提供足够的压力保证液氧的正常流动和使用。8.当空分设备的氧气产量降低时，可能的原因是（）A.空气量减少B.精馏塔工况变差C.主冷凝蒸发器工作不正常D.以上都是答案：D解析：空气量减少会导致进入空分设备的原料不足，从而使氧气产量降低。精馏塔工况变差会影响氧氮的分离效果，导致氧气纯度和产量下降。主冷凝蒸发器工作不正常会影响液氧的蒸发和气氮的冷凝，进而影响氧气的产量。9.空分设备中，安全阀的作用是（）A.防止设备超压B.调节设备压力C.控制流量D.以上都不对答案：A解析：安全阀是一种安全保护装置，当设备内的压力超过设定值时，安全阀会自动打开，释放压力，防止设备因超压而发生损坏或爆炸等事故。10.空气在进入分子筛吸附器前，一般要经过（）处理。A.过滤B.压缩C.预冷D.以上都是答案：D解析：空气在进入分子筛吸附器前，需要经过过滤处理，去除空气中的灰尘、杂质等；经过压缩提高空气的压力，以便后续的分离过程；经过预冷降低空气的温度，提高分子筛的吸附效果。三、判断题（每题2分，共20分）1.空气的露点温度越低，说明空气中的水分含量越少。（）答案：√解析：露点温度是指在一定压力下，空气冷却到水汽开始凝结时的温度。露点温度越低，说明空气中的水汽含量越少，空气越干燥。2.膨胀机在运行过程中，转速越高越好。（）答案：×解析：膨胀机的转速需要控制在合适的范围内。转速过高可能会导致设备振动加剧、磨损增大、效率降低等问题，甚至会损坏设备。因此，膨胀机的转速应根据设备的设计要求和工况进行合理调整。3.空分设备中，上塔的精馏段主要是提浓液氧中的氧含量。（）答案：×解析：上塔的精馏段主要是提浓气相中的氮含量，提馏段主要是提浓液相中的氧含量。4.分子筛吸附器在吸附过程中，温度会升高。（）答案：√解析：分子筛吸附杂质是一个放热过程，在吸附过程中，会释放出热量，导致吸附器内的温度升高。5.液氧在常温下会迅速汽化。（）答案：√解析：液氧的沸点为-183℃，常温远高于液氧的沸点，因此液氧在常温下会迅速汽化。6.空分设备的启动过程中，要先启动空气压缩机，再启动膨胀机。（）答案：√解析：空气压缩机为整个空分设备提供压缩空气，是设备运行的基础。在启动膨胀机之前，需要先启动空气压缩机，使设备内有一定的压力和空气流量，为膨胀机的正常运行创造条件。7.精馏塔的塔板数越多，分离效果越好，但能耗也会增加。（）答案：√解析：增加精馏塔的塔板数可以增加气液两相的接触次数，提高分离效果。但塔板数越多，设备的高度和阻力也会增加，需要消耗更多的能量来维持气液的流动和传质过程，因此能耗也会增加。8.空气预冷系统中，冷却塔的水位越高越好。（）答案：×解析：冷却塔的水位需要控制在合适的范围内。水位过高可能会导致水溢出，影响设备的正常运行；水位过低则可能会影响冷却效果。因此，应根据冷却塔的设计要求和运行情况，合理控制水位。9.空分设备中，主冷凝蒸发器的温差越大，说明其工作效率越高。（）答案：×解析：主冷凝蒸发器的温差需要控制在合适的范围内。温差过大可能会导致液氧的蒸发速度过快，影响氧氮的分离效果，同时也会增加能耗。因此，主冷凝蒸发器的温差应根据设备的设计要求和工况进行合理调整。10.空分设备停车后，要及时排放设备内的液体和气体。（）答案：√解析：空分设备停车后，设备内的液体和气体如果不及时排放，可能会导致设备内压力升高、温度变化等问题，甚至会对设备造成损坏。因此，停车后要及时排放设备内的液体和气体。四、简答题（每题10分，共30分）1.简述空分设备的主要工艺流程。答案：空分设备的主要工艺流程一般包括以下几个部分：（1）空气过滤：空气首先经过空气过滤器，去除空气中的灰尘、杂质等。（2）空气压缩：过滤后的空气进入空气压缩机，被压缩到一定的压力。（3）空气预冷：压缩后的空气进入空气预冷系统，通过与冷水的热交换降低空气的温度。（4）净化：预冷后的空气进入分子筛吸附器，吸附空气中的水分、二氧化碳、乙炔等杂质。（5）膨胀制冷：净化后的空气一部分进入膨胀机，通过膨胀对外做功，降低空气的温度，为设备提供冷量。（6）精馏分离：经过膨胀制冷后的空气进入精馏塔，通过多次部分汽化和部分冷凝，将空气分离成氧气、氮气等不同组分。（7）产品储存和输送：分离得到的氧气、氮气等产品经过储存后，输送到用户端使用。2.分析分子筛吸附器再生效果不好的原因及解决方法。答案：原因：（1）再生温度不够：可能是加热设备故障、加热时间不足等原因导致再生温度达不到要求。（2）再生气体流量不足：再生气体流量过小，无法将吸附的杂质充分带出吸附器。（3）吸附器内有杂质堵塞：长期运行后，吸附器内可能会积累杂质，影响再生效果。（4）再生压力不合适：压力过高或过低都会影响再生效果。解决方法：（1）检查加热设备，确保再生温度达到要求，并适当延长加热时间。（2）检查再生气体管道和阀门，保证再生气体流量正常。（3）对吸附器进行清洗或更换吸附剂，清除杂质。（4）调整再生压力，使其符合设备的设计要求。3.如何保证空分设备的安全运行？答案：（1）严格遵守操作规程：操作人员要熟悉空分设备的操作规程，严格按照规程进行操作，避免因误操作导致安全事故。（2）定期维护保养：定期对设备进行维护保养，检查设备的运行状况，及时发现和处理设备的故障和隐患。（3）监测和控制参数：实时监测设备