摘要：随着经济与科技的发展的，我国空气分离设备技术水平也在不断提高，也随之出现了许多新的空气分离设备。空气分离设备就是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮及其他有用气体的气体分离设备，简称空分设备。随着近年来工业水平的迅速发展，空气分离设备也朝着大型化、智能化的方向发展，运转周期也有了明显的提升。而深冷技术的出现，大幅度提升了设备的工作效率。本文主要分析了空气分离设备的内涵以及深冷技术的具体应用，希望能够给有关人士提供一些值得参考的内容，以促进深冷技术的顺利应用。
关键词：深冷技术；空气分离设备；设计
引言
在深冷加工过程中，金属中大量残余奥体转变为马氏体，特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温的过程中会降低过饱和度，析出弥散、尺寸仅为20～60A，并与基体保持共格关系的超微细碳化物，可以使马氏体晶格畸变减少，微观应力降低，而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，从而强化基体组织。同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上，减弱了晶界脆化作用，而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度，又发挥了晶界强化作用，从而改善了工模具的性能，使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。深冷技术的改进效果不仅限于工作表面，它渗入工件内部，体现的是整体效应，所以可对工件进行重磨，反复使用，而且对工件还有减少淬火应力和增强尺寸稳定性的作用。
1空气分离设备的内涵分析
我国主要的空气分离设备有两类：第一类是在温度非常低的环境下实施的，也称之为“深冷空分”；第二类称为“常温空分”，特殊的是这类设备既可以在常温下进行，又可以在温度非常低的环境下应用，所以这里的“常温空分”又被分为了两种形式：一是是变压吸附分离，二是膜分离。在20世纪50年代，我国因建设国防等工作上的需要，特从苏联引入相关技术，并在此基础上对空气分离设备和深冷技术进行了简单的仿制。经过一系列的研究与努力，终于在1953年前后成功制备出了我国的设备，也就是“深冷空分设备”，迄今为止，我国已有几百家生产深冷空分设备的厂家，但是，我们的核心技术仍然不够强大，我国的相关技术还不够成熟，不能和其他国家的相媲美，所以要进一步深入研究提高核心竞争力。
2深冷技术的具体应用分析
空气分离设备设计主要分为两种，一种是在常温或者说是非低温的情况下进行的，通常叫做“常温空分”，而“常温空分”又分为“变压吸附分离”和“膜分离”两种。另一种是在常温下进行的。前者被称为深冷空分，后者被称为常温空分。而常温空分也有两种模式，即膜分离和变压分离。早在20世纪50年代，我国因国防需要，向苏联引进了深冷空分设备，并在此基础上进行了自主研发工作。几年过后，我国也成功研制出了深冷空分的设备。直至今天，我国已经有数以百计的厂家能够具备该项技术，而且其中也不乏进入世界前列水平的企业。因此，笔者也根据自身的工作经验，结合发展的资料，对深冷技术在现阶段空气分离设备设计中的具体运用作出了总结，具体内容如下。
2.1空气缓冲罐
空气缓冲罐组件主要的构成成份有空气缓冲罐与附属阀门仪表。空气缓冲罐在空气分离设备设计中起到的主要作用就是缓冲，对气流脉动起到有效降低。进而使系统压力波动得到降低，使压缩空气能够顺利在压缩空气净化组件中通过，最大限度地将尤、水等杂物进行有效排除。与此同时，在进行吸附塔工作切换过程中，还可以帮助氧氮分离系统在极少时间中得到大量所需的压缩空气，这种技术的应用，可以帮助吸附塔中的压力进行迅速上升并达到工作压力，还可以确保机械设备运行的可靠性与稳定性。
2.2压缩设备
压缩设备主要包含除油设备、干燥机、过滤器等设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当压缩机内有空气进入时，通过缓冲罐先进行缓冲后，在进入除油设备时，将内部存在的杂质去除，然后利用过滤器内的活性炭进一步去除杂质。
2.3氮氧分离设备
氮氧分离设备包括吸收塔、阀门、仪表设备等几个部分。吸收塔是实现吸收操作的设备，按气液相接触形态分为三类：第一，气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二，液体以液滴状分散在气相中的喷射器、喷雾塔；第三，液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔内气液两相的流动方式可以逆流，也可以并流。而复合结构下的吸收塔分为两个部门，通过一段时间后，一塔内的碳分子吸收饱和后，将空气压缩后进入二塔，然后一塔的分子筛又进行重复再生。在两塔的交替作用下实现氮氧分离，最终保障氮气能在这一环节中源源不断产出。
2.4缓冲体系
由氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀以及放空部件等组成。氮气缓冲罐的作用在于，当分离系统能够产出氮气时，氮气缓冲罐可以起到连续供给和稳定氮气质量的作用。而当吸收塔在运行时，也可以让其中的一部分气体回到吸收塔内，不仅可以起到一定程度上的保护作用，也可以提升塔内压力，目的都在于维持氮气的质量。以深冷空分制氮为例来说明，深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h)，安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。
3结语
总而言之，随着科学技术水平的不断提升，我国空气分离设备及技术越来越向大型化、专业化、规模化的发展趋势迈进。深冷技术作为空气分离最重要的分离技术，对我国空气分离设备的设计起到了非常重要的作用，特别是在现今科技高速发展的时代，更需要我们利用好深冷技术，进一步对空气分离设备进行完善，使之向专业化和规模化和标准化方向发展。所以，对深冷技术应用的研究应该进一步深入，从而更好地服务于现代空气分离设备。
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论文作者:董先斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：空气论文; 分离设备论文; 技术论文; 空分论文; 吸收塔论文; 设备论文; 常温论文; 《基层建设》2019年第19期论文;