空气分离设备术语与基本概念.docx

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1、空气分离设备术语与基本概念第一节空气分离设备术语在学习空分设备基本知识之前，我们先来了解空分设备上使用的一些术语。一、空气分离设备术语基本术语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主要成分是氧、氮和氢；以体积含量计,氧约占20.95%,氮约占78.09%,氮约占0.932%,此外还含有微量的氢及岚、氮、氮、洞等稀有气体。根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙快等碳氢化合物。2、加工空气指用来分离气体和制取液体的原料气。3、氧气分子式02,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1.429k

2、g?,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（体积比）一般小于98%。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（体积比）大于或等于99.2%o6、高纯氧用空气分离设备制取的氧气，其氧含量（体积比）大于或等于99.995%。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L251kgm3,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

3、，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（体积比）大于或等于98.5%09、纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.995%。10、高纯氮用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.9995%o11、液氧（液态氧）液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为90.17K,密度为1140kg可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加以液化。12、液氮（液态氮）液体状态的氮,为透明、易流动的液体。在10L325kPa压力下的沸点为77.35K,密度为810kgm3o可采用低温法

4、用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。13、液空（液态空气）液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为78.8K,密度为873kg液空是空气分离过程中的中间产物。14、富氧液空指氧含量（体积比）超过的20.95%的液态空气。15、储分液氮（污液氮）在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为95%96%的液体。16、污氮由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为95%96%的液态体。17、标准状态指温度为0C、压力为101.325kPa时的气体状态。18、空气分离从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氨、筑、氮、氮、然等气体的过程。19、节流流体通过锐孔膨胀

5、而不作功来降低压力。20、节流效应（焦耳一汤姆逊效应）气体膨胀不作功产生的温度变化。21、膨胀：流体压力降低，同时体积增加。22、等烯膨胀效应：气体在等端膨胀时，由于压力变化产生的温度变化。23、空气膨胀：空气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功的过程。24、氮气膨胀：氮气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功的过程。25、一次节流的液化知循环（林德循环）以高压节流膨胀为基础的气体液化循环，其特点是循环气体既被液化又起冷冻作用。26、带膨胀机的高压液化循环（海兰德循环）对外作功的绝执膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为高压常温。27、带膨胀机的中压液化循环（克劳特循环）对

6、外作功的绝执膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为中压低温。28、带膨胀机的低压液化循环（卡皮查循环）对外作功的绝热膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为低压低温。29、斯特林循环：由两个等温过程和两个等容过程组成的理论热力循环。整个循环通过等温压缩、等容冷却、等温膨胀、等容加热等四个过程来完成。30、升华：从固相直接转变为汽相的相变过程。31、温差：指冷热流体两表面或两环境之间有热量传递时的温度差别。32、热端温差：指冷热流体间在换热器热端的温度差。33、中部温差：指冷热流体间在换热器中部的温度差。34、冷端温差：指冷热流体间在换热

7、器冷端的温度差。35、液氧循环量由冷凝蒸发器底部抽出部分液氧流经吸附器，在清除这部分液氧中的碳氢化合物后再回入冷凝蒸发器的液氧量。36、入上塔膨胀空气（拉赫曼空气）由下塔底部抽出部分空气、经切换式换热器冷段复热，进入透平膨胀机构热膨胀后直接送入上塔参加精储的空气。37液汽比（回流比）：在精微塔中下流液体量与上升蒸汽量之比。38液泛:在精储塔中上升蒸汽速度过高，阻止了液体正常往下溢流的工况。39、漏液：在筛孔板精微塔中因上升蒸汽速度过低，使液体从筛孔泄漏的工况。40、变压吸附利用压力效应的吸附工艺在吸附一再生操作周期中，较高压力下吸附，较低压力下（或负压）下再生的过程。41、跑冷损失在低于环境温

8、度下工作的设备与周围介质存在的温差所产生的冷量损失。42、复热不足损失在换热器热端冷热流体间存在的温差而导致冷量回收不完全的损失。43冷量损失指空气分离设备的冷箱由于跑冷损失和复热不足损失的冷量损失。44、提取率：产品气体组分的总含量与加工空气中该组分的总含量之比。45、单位能耗：指空气分离设备生产单位产品气体所消耗的电能。46、低压流程：正常操作压力大于至小于或等于LOMPa的工艺流程。47、中压流程：正常操作压力大于1.0MPa至小于或等于5.0MPa的工艺流程。48、高压流程：正常操作压力大于的5.0MPa工艺流程49、高低压流程：高压流程与低压流程相结合的流程。50、带分子筛吸附器低压

9、流程采用分子筛吸附器来清除空气中水分和二氧化碳及碳氢化合物的低压流程。51、空气分离设备以空气为原料，用低温技术把空气分离成氧氮鼠及其他稀有气体的成套设备。52、大型空气分离设备指生产氧气产量大于或等于IoOOOm3/h（标准状态）的成套空气分离设备。53、中型空气分离设备指生产氧气产量大于或等于IooOm3/h至小于IoOoOm3/h（标准状态）的成套空气分离设备。54、小型空气分离设备指生产氧气产量小于IOOOmVh（标准状态）的成套空气分离设备二、稀有气体提取设备的基本术语1、稀有气体提取设备用以提取纯氨、纯岚、纯氮、纯氮、纯纲等气体产品的设备。一般需与空气分离设备配用。2、稀有气体指氮

10、、窟、氮、氮、流五种气体。无色，无臭的气体。3、氨气分子式Ar,原子量39.948（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为0.932%。在标准状态下的密度为1.784kgm3,熔点为84K。在101.325压力下的沸点为87.291K。不活泼，不能燃烧，也不能助燃。主要用于焊接、冶炼等。4、纯氧：用空气分离设备提取的纯氧，其氮含量（体积比）大于或等于99.99%05、液氮:液体状态的氮，是一种无色、无臭、呈透明的液体。6、岚气:分子式Ne,原子量20.179（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为1.8X10-3%。在标准状态下的密度

11、为0.8713kgn?,熔点为24.57K。在101.325kPa压力下的沸点为27.09K。不活泼,不能燃烧，也不助燃。主要应用于照明技术等。7、纯窟：用空气分离设备提取的纯窟，其窟含量（体积比）大于或等于99.99%o8、液窟：液体状态的窟阳一种无色、无臭呈透明的液体。液就常用作低温源。9、氮气：分子式He,原子量4.0026（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含为5.24X104%。在标准状态下的密度为0.1769kgm3.在101.325kPa压力下的沸点为4.215K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于检漏、焊接、低温研究、特种重金属冶炼、色谱分析载气、

12、潜水呼吸气等。10、纯氮：用空气分离设备提取的纯氮，其氮含量（体积比）大于或等于99.99%o11、液氨：液体状态的氮，为无色透明的液体，沸点最低，是一种最主要的低温源。12、氧气：分子式Kr。原子量83.80（按1983年国际原子量）是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为1.0X10-4%。在标准状态下的密度为3.6431kgn熔点116.2K。在101.325kPa压力下的沸点为119.79K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电真空及电光源等工业。13、纯氮：用空气分离设备提取的纯氯，其氮含量（体积比）大于或等于99.95%o14、领气:分子式Xe。原子量131.80（按1983年

13、国际原子量）是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为8.0X10-6%。在标准状态下的密度为5.89kgn熔点161.65Ko在压力下的沸点为165.02Ko不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电光源工业，也用于医疗、电真空、激光等领域。15、纯流：用空气分离设备提取的纯流，其次含量（体积比）大于或等于99.95%o16、氢一分:从上塔合适部位提取一股氧、氨、氮混合气作为氮提取设备的原料气体。其组分（体积含量）氮为7%10%,氮一般小于0.06%,其余为氧。17、氨回流液：在粗氮塔中精微洗涤下来的氧、氤、氮混合液，其组分与负微分气体成相平衡。18、粗氮:由粗氧塔塔顶获得的氢含量（体积比）大于

14、或等于96%,其余为氧和氮的混合气体。19、富氧液空蒸汽：由粗氢塔冷凝器蒸发侧的富氧液空蒸发形成的蒸汽。20、富氧液空回流液：为避免粗氮冷凝器蒸发侧富氧液空中碳氢化合物的浓缩，排放一部分富氧液空返回上塔。21、就氮储分：从冷凝蒸发器顶部抽取的房;、氮、氮混合气体，作为就塞提取设备的原料气。22、粗窟微分：颊氮储分经粗须氮塔分离而获得抗氮浓缩物。其短和氮的总含量（体积比）为30%50%,其余为氮及少量氢的混合气体。23、颊氮混合气：经除氢和氮后所获得的就氮混合气体，其组分含量（体积比）窟约为75%,氮约为25%o24、贫氮:指贫氟塔塔底蒸发器中获得的浓缩物。其氟和猷的总含量（体积比）为0.10.

15、3%,其余为氧（甲烷含量0.10.3%,）的混合气体。25粗氟：指粗氨塔塔底蒸发器中获得的浓缩物。其氨、伍的总含量（体积比）约为50%,其余为氧的混合气体（含有少量甲烷）。26、工艺债:指粗氟气体通过纯氟塔进一步分离后获得的流气，其徂含量（体积比）为99%左右。第二节基本概念1、液化：气体变成液体的过程。2、汽化：气态化如果只是从液体的外部自由表面产生，并且在任何一个温度下可以取某一个速度进行。3、蒸发：在某种温度下，液体的外露界面上进行的汽化过程。4、沸腾：液体内部发生汽化过程，即液体内部不断产生汽泡而上升，变成蒸汽而跑到上部空间去。5、饱和蒸汽压：空间中蒸气分子的数目不再增加，蒸汽压力维持

16、一定，达到平衡。6、饱和温度：饱和蒸汽压所对应的液化温度。7、易挥发组份：在同一压力下所对应的饱和温度越低，表示该物质越容易被汽化。8、临界温度:只有低于这个温度才可能采用提高压力的方法使它液化，这个液化的最高温度。9、临界压力：在临界温度下，所需要的液化压力。10、汽化潜热：在饱和温度下，使液体分子变成蒸汽分子所需的热量。11、过热蒸汽：超过饱和温度的蒸气，亦叫未饱和蒸气。12、过冷液体：温度低于该压力所对应饱和温度的液体，也叫未饱和液体。*任何物质都能以气液固的形式出现，并在一定条件下发生相互转化。13、温度（T）：是物体冷热程度的标志，对物体的热运动状态有关。T（k）=t（）+273K为

17、国际温标（也叫绝对温标），t为摄氏温标14、压力（P）：单位面积上所受到的垂直作用力。工程上通常使用的压力为表压（即压力表直接读取），物性计算时常用绝对压力，通常P（绝）=P（表）+1个大气压。压力单位的换算见表1-2数值物理大气压工程大气压巴毫米汞柱1物理大气压11.03321.0137601工程大气压0.96810.98735.61巴0.9871.0217501000毫米汞柱1.3151.361.3310001工程大气压=1（公斤/厘米2）=735.6（mmHg）=10米水柱15、比容与重度：单位重量工质所具有的容积。（Y）单位体质的工质所具有的重量。（P）体积V,重量G（Kg）则有Y=V

18、G（m3/Kg）,P=GV（Kgm3）16、气体：指远离液体的气态物质。* 任何气体都可以液化，只是液化的难易不同而已。17、蒸汽：指刚由液态转变过来偏离液态不远的气体物质。18、理想气体：假定气体分子是完全弹性的不占体积的质点。分子间没有相互作用力，即是一群被此完全自由运动着的质点的集合体。理想气体实际上是气体在压力P0,比容8时，这一极限状态下的气体。* 理想是不存在的，一般说来，只要工质相对地处于低压高温状态，且计算在允许误差范围内者可作为理想气体处理。19、自然界中的一些气体在一般的压力温度范围内，气体的三个状态参数P、V、T之间存在特殊的关系，其中一个状态参数不变，另外两个状态参数之

19、间存在一个简单的关系。* 不变时，对一定量的气体，压力越高，则气体所占体积越小，压力降低,体积增大。P1Vi=P2V2=PV=常数* P不变时，对一定数量的气体，温度升高时气体体积增大，反之缩小；* T1=V2ZT2=VZT=常数*v不变时，一定量的气体，温度升高压力则增高，反这则下降。PiZTi=P2ZT2=PZT=常数20、理想气体的状态方程：PiV1T1=P2V2T2=PVZT=常数R气体O1N1ArcNCKrXeH2AirR(Kg.mKg.K)26.530.2621.2642.02211.810.229.46420.629.821、理想气体的比热：使单位质量的物质温度升高一度所吸收的热

20、量称为比热，工质在等压或等容过程中的比热叫做和等容比热。等压比热=等容比热+2（KCalmol.K）单原子气体（He、NeAr、Kr、Xe）是等压比热=5,等容比热=3双原子气体（02、N2、He）的比热均与温度有关多原子气体的比热与温度和压力有关。22、热力学第一定律：当某一定量机械能产生时（即完成了功），必有相当的热量消失掉，反这，当消耗了一定量的功时，（即消耗了机械功），必发生相当的热量。*=2-U|=Q-AWA.绝热过程：Q=O,则=-AWB.等容过程W=O,则二QC.当工质完成热力循环后，系统回到原状态U2=山，则Q=AW23、热力学第二定律：热量不可能独自地，不付代价地（没有补偿的

21、）从较冷的物体传向较热的物体。24、沸蹲气泡的生成如果不仅在液体的自由表面，并且在整个体积内进行，与汽化的区别在于沸腾是在特定的温度（所谓的涉l遢度或涉,卓）下进行。25、物相：如果系统状态的参数值在系统所有各点都是一致或者作连续的变化而没有突变，那末这种系统就称为单相的或均一的系统。具有一定数量并在整个质量中是物理性质均一的物质称为物胡。如果用任意的方法将物相分成几部分，那么所有部分的状态是相同的。26、气液相平衡：在封闭容器中,如图1所示。在一定条件下，液相中各组分均有部分分子从界面逸出进入液面上方气相空间，而气相也有部分分子返回液面进入液相内。经长时间接触，当每个组分的分子从液相逸出与气相返回的速度相同，或达到动平衡时，即该过程达到了相平衡。图1气液相平衡平衡时气液两相的组成之间的关系称为相平衡关系。它取决于体系的热力学性质，是蒸播过程的热力学基础和基本依据。相平衡是物质在各相之间分布的平衡。达到平衡之后，各相的组成和数量不随时间改变。