空分知识问答.docx
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空分知识问答.docx
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空分知识问答
空分车间技术比武题
1、空分设备的型号及意义?
(10分)
空分设备(变型设计顺序号,以阿拉伯数字表示)主要产品产量:
1.气态产品以M3/h为单位;2.液态产品以L/h为单位,数字后面加“Y”字母;
3.有多种产品时,以氧气/氮气产量表示。
移动式产品附加特点:
D-移动(DONG)式
主要产品介质化学元素符号:
氧(O)、氮(N)
设备流程、结构特点:
D-低压;G-高压;Z-中压;GD-高低压; L-带回热式制冷机;K—空气分离设备
KDON-8000/15000表示:
K-空气分离设备;D-低压;ON-氧氮产品;8000-氧产量M3/h;15000-氮产量M3/h
2、什么是温度?
什么是温标?
常用的温标有哪几种?
换算关系?
(10分)
答:
温度可以表示物质的冷、热程度。
从分子运动论的观点看,温度是物质分子热运动平均动能的度量,温度越高,分子热运动的平均动能就越大。
温标就是衡量物质温度的标尺。
常用的温标有3种:
1)摄氏温标℃;2)华氏温标oF;3)热力学温标,K。
t(℃)=T-273.16; t(℃)=5/9(F-32);
T(K)=t+273.16; F(F)=9t/5+32
3、如何防止空冷塔带水?
(10分)
答:
发生空冷塔带水的主要原因有两方面:
一方面是本身设备原因。
另一方面属操作问题。
操作中以预防为主,检查液位自调联锁、阀门动作、现场液位与中控显示液位比较,冬季防止液位计中水冻结等。
系统调整时要注意缓慢进行,防止空气压力波动太大。
4、什么叫分子筛?
主要有哪几种?
有什么特性?
(10分)
答:
分子筛是晶体铝硅酸盐,有天然和人工合成两种。
(3分)
分子筛种类主要有A型、X型和Y型三类,而每一类型按其阳离子的不同,孔径不同又可细分。
(3分)
分子筛为多孔结构,内部微孔空穴占其总体积的50%左右,当气体通过时,分子筛能把小于空穴的分子吸附进入微孔内,把大于微孔直径的分子挡在孔外,起到筛分分子的作用。
主要特性有:
1)吸附力极强,选择吸附性能好。
(1分)
2)干燥度好,对高温,高速气流都有良好的干燥能力,但湿度较大时,效果不如铝胶好。
3)稳定性好,使用寿命长。
(1分)
4)对水分的吸附能力最高,其次是乙炔和二氧化碳。
(1分)
5、吸附剂吸附容量与哪些因素有关?
(10分)
答:
影响吸附容量的因素较多,主要有:
1)与吸附过程的温度和被吸组分的分压有关:
在相同的被吸组分的分压力(或者说浓度)下,吸附容量随温度升高而减小;而在相同的温度下,吸附容量随被吸组分分压(或浓度)的增大而增加。
然而,当分压增加到一定程度后,吸附容量基本与分压无关。
操作中应尽可能在设计要求下降低吸附过程的温度;(5分)
2)与气体的流速有关:
流速越高,气体与吸附剂接触时间短,动吸附容量降低,吸附效果差。
(5分)
6、在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来液化氮?
(10分)
答:
在相同压力下,氮的液化温度比氧低,因此氧是不可能来液化氮的,但液化温度随压力的升高,氮在0.6MPa(a)的液化温度是-177℃,而氧在0.15MPa(a)下的沸腾温度为-180℃,这时氧的汽化温度低于下塔氮的液化温度,所以用液氧来使气氮冷凝成液氮。
7、膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关?
(10分)
答:
1)进、出口压力一定时,机前温度越高,单位制冷量越大。
2)当机前温度和机后压力一定时,机前压力越低使膨胀机内压降越小,则单位制冷量越小。
3)膨胀后压力降低,则膨胀机内压降越大,单位制冷量越大。
4)膨胀量越大,总制冷量越大。
(2分)
5)膨胀机绝热效率越高,制冷量越大。
(2分)
8、透平膨胀机是怎样工作的?
怎样产生冷量?
(10分)
答:
透平膨胀机是一种旋转式制冷机械,它是由蜗壳、导流器、工作轮等部分组成。
当具有一定压力的气体进入蜗壳后,被分配到导流器中,导流器上装有可调的喷嘴叶片。
气体在喷嘴中将内部的能量转换成流动的动能,压力、焓降低,流速可增高200m/s左右,当高速气流冲到叶轮的叶片上时,推动叶轮旋转,将动能转化为机械能,通过转子的轴驱动增压器对外做功。
(6分)
从整个过程看,气体压力降低是一个膨胀过程,同时对外输出的功是靠消耗内部的能量来实现,表现为温度降低,焓值减小,即从气体内部取走一部分能量,就是通常所说的制冷量。
9、空分装置的冷量消耗在什么地方?
(10分)
答:
1)热交换不完全损失;(3分)
2)跑冷损失。
环境温度高于冷箱温度,造成热量传入冷箱;
3)液氧、液氮、液氩产品生产所需冷量;(2分)
4)其他损失,冷箱内气体的吹除等。
(2分)
10、什么是康诺瓦洛夫第一定律?
(10分)
答:
由两种具有不同饱和蒸气压的纯液体所组成的二元溶液,其气相组成与液相浓度并不相同,对于具有较高蒸气压的组分,它在气相中的组分大于它在液相中的组分。
11、什么叫再生?
再生有哪些方法?
(10分)
答:
再生就是吸附的逆过程。
由于吸附剂吸饱被吸组分以后,就失去了吸附能力。
必须采取一定的措施,将被吸组分从吸附剂表面赶走,恢复吸附剂的吸附能力,这就是“再生”。
再生的方法有两种:
一是利用吸附剂高温时吸附容量降低的原理,把加温气体通入吸附剂层,使吸附剂温度升高,被吸组分解吸,然后被加温气体带出吸附器。
另一种再生方法叫降压再生或压力交变再生。
(5分)
12、膨胀机调节主要有哪几种方法?
(10分)
答:
膨胀机调节主要有:
1)机前节流,通过降低机前空气压力,减少制冷量;(4分)
2)可调喷嘴,通过改变膨胀量,而不改变压力;(3分)
3)调节转速,通过调整增压面负荷改变膨胀机转速。
(3分)
13、膨胀机前压力过低的原因是什么?
(10分)
答:
膨胀机前压力过低主要是机前过滤器堵塞:
(3分)
1)分子筛粉末堵塞过滤器;(2分)
2)开车前干燥不好,水分没有去除,冻结在过滤器上;(3分)
3)二氧化碳堵塞。
(2分)
14、在排放低温液体时应注意什么?
(10分)
答:
空分装置中低温液体通过管道排放到喷射蒸发器内。
在排放时,周围严禁动火。
低温液体与皮肤接触将造成严重冻伤。
轻者皮肤形成水泡、红肿、疼痛;重者将冻坏内部组织和骨关节,所以在排放时应避免用手触及液体,必要时应戴上干燥的棉制手套,以防溅伤。
15、空分设备的试压和检漏如何进行?
(10分)
答:
试压和检漏都是空分设备的气密性检查。
其目的是考查安装、配管和焊接质量。
(2分)
空分设备的试压有两种:
1)强度试压,考验设备安全性,一般是单体设备在制造厂或设备运抵现场后在安装前进行。
2)气密性试验,目的是查漏。
气密性试验的压力等级与试验方法因所试的对象而不同,应按制造厂的技术文件规定进行。
一般空分设备安装后要进行全系统试压并计算残留率。
残留率要求要95%以上为合格。
(4分)
16、分子筛吸附净化时,为保证装置的安全运行,在操作中应注意什么问题?
(10分)
答:
1)分子筛吸附器应处于良好的工作状态,解吸再生完全,床层充实平整,无短路气流通过;(2分)
2)保持主冷液氧有一定的排放量(一般不少于产品氧量的1%);(2分)
3)保持主冷液位的稳定。
全浸操作的主冷,液位不得降到全浸位置以下;(2分)
3)设有液氧保安吸附器的,应保持吸附器的正常工作和再生;
4)注意监视主冷液氧中碳氢化合物的含量,超过规定时应采取相应措施。
(2分)
17、为什么空气冷却塔启动时要求先充气,后开水泵?
(10分)
答:
空气冷却塔投入使用时都要求先导气,后启动水泵。
这是防止空气带水的一种措施。
因为充气前塔内空气的压力为大气压力,当把0.5MPa的高压空气导入塔内时,由于容积扩大,压力会突然降低,气流速度急剧增加,它的冲击、挟带作用很强。
这时如果冷却水已经喷淋,则空气出冷却塔时极易带水,所以要求塔内先充气,待压力升高、气流稳定后再启动水泵。
再则,如果先开水泵容易使空气冷却塔内水位过高,甚至超过空气入口管的标高,使空压机出口管路阻力增大,引起透平空压机喘振。
(4分)
18、液体排放阀打开后为什么关不上?
(10分)
答:
液空、液氧中的乙炔含量每天都需要分析,因此每天都得操作液空、液氧排放阀。
往往出现当打开阀门时很轻松,而关闭时很困难,有时甚至一点也关不动。
这主要是因为阀门填料函处有水分。
当排放液体时,温度下降就产生冻结。
为了防止这种情况,在排放液体初期应不断地转动阀门,不致使阀杆冻住。
如果已发生了冻结现象,可用蒸汽加热填料函,然后再关闭。
19、全低压制氧机上塔超压是由哪些原因造成的,应如何处理?
答:
造成全低压制氧机上塔压力突然升高的主要原因有:
污氮切换阀打不开,上塔气体排出量突然减少;或自动阀发生故障,大量正流空气窜入污氮通道所引起的。
(5分)
处理方法如下:
碰到上塔表压力超过0.08MPa,而上塔安全阀未动作或安全阀跳开后仍然不能消除时,应迅速打开上塔紧急放空阀,并开大氧、氮送出阀。
若上塔压力还降不下来,应紧急停止膨胀机运转,切断膨胀机进气,并关闭进塔空气阀或手动强制阀,切断进塔空气。
并及时与空压机岗位联系,打开空压机放空阀,降低压力,防止空压机超压。
然后查明原因,消除故障后再启动。
(5分)
20、压力表测量的压力是气体的真正压力吗?
(10分)
答:
用压力表测得的压力数值反映了气体压力的高低,但它的读数是表示气体压力与周围大气压的差值,所以不是气体的真正压力。
气体的真正压力叫绝对压力,绝对压力比大气压高出的数值叫表压力,即压力表的读数;绝对压力比大气压低时差值叫真空度。
21、什么是吸附过程的转效时间?
(10分)
答:
气体通过吸附器内吸附层时,是分层吸附的,吸附区域随吸附时间沿气流方向逐步扩大,在某一时刻流出气体中被吸附组分浓度出现显著增加,此时距气体刚接触吸附剂的时间为转效时间。
22、再生时吸附器为什么出口温度先下降,然后才逐渐升高?
(10分)
答:
加热后再生气进入吸附器,首先加热吸附剂和吸附容器,所以温度下降很多,随着吸附剂解析开始,需要吸收热量(解析热),导致干燥气热量被吸收,出口温度降低,随解析的进行,所需解析热减少,所以吸附干燥气的出口温度又逐步升高。
23、为什么吸附器再生后要进行冷吹才能投入使用?
(10分)
答:
首先,再生后吸附剂温度很高,已没有吸附能力,只有将它冷吹后温度降到正常工作温度才能为再次吸附做好准备。
(5分)
其次,冷吹时把吸附剂的热量往出口赶,出口温度在冷吹之初将进一步提高,使吸附剂进一步再生。
因此,冷吹之初也是再生的继续。
(5分)
24、什么叫节流?
(10分)
答:
当气体或液体在管道中流过一个缩孔或阀门受到阻碍时,流体在阀门处产生漩涡碰撞、摩擦等阻力。
流体要流过这个阀门,必须克服阻力,表现为阀门后的压力比阀门前的压力要低得多。
由于流动遇到局部阻力而造成流体的压力有较大降落的过程,通常称为节流。
25、节流降温的大小与哪些因素有关?
(10分)
答:
节流的目的一般是为了获得低温,因此希望温降的效果越大越好,影响节流降温效果的因素有:
1)节流前温度越低,降温程度越大。
(5分)
2)节流前后的压差越大,温降越大。
(5分)
26、什么叫膨胀机的制冷量?
(10分)
答:
膨胀机是气体推动工作轮对外做功的机器,从而使气体本身的能量减少,反映出焓值降低,温度、压力减小,相当于外部从气体中取走一部分能量。
因此,膨胀机的制冷量也就是指通过对外做功,从气体中取走能量的多少。
27、影响下塔液空O2纯度的因素有哪些?
(10分)
答:
下塔液空O2纯度在35-38%左右,液空纯度主要受三个因素影响:
1)下塔压力。
压力越高,平衡浓度降低,液空纯度越低。
(4分)
2)与装置冷损有关。
冷损越大,液空浓度越低。
(3分)
3)与二塔回流比有关。
抽取馏分时越小,液空浓度越低。
(3分)
28、膨胀机振动大的原因有哪些?
(10分)
答:
膨胀机振动大的原因有:
1)转子动平衡不良。
(2分)
2)转子的共
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