摘要：空气分离技术在现阶段也是应用比较广泛的技术，在许多工程中都起到至关重要的作用。深冷技术的专业性强度比较大，尽管进行了很多次的完善和改进，现如今，深冷技术依然需要不断的研究，才能使该技术扩大范围推广。利用深冷技术的空分设备在工业上的利用比较广泛，比如炼钢厂或者煤化工厂中，本文主要研究煤化工厂中深冷技术在空分设备的应用，以及杭氧的58000NM3/H的空分。另外，该技术的发展理念也在不断变化，为了适应这种变化，我们必须紧跟时代的步伐，让深冷技术走向成熟，提高空气分离设备的工作效率。
关键词：深冷技术；空气分离；设计应用
在很多情况下都可以空气达到分离，如果是在非低温的情况下而达到的空气分离效果的叫做常温空分。而这种方法又细分为变压吸附分离和膜分离两种。还有一种方法是在低温条件下进行的，就叫做深冷空分技术。这种方法主要是将金属材料的温度降低到室温下的特定的一个值，以保证可以改变金属材料的某种特性，达到空气分离的目的。本文主要是研究深冷空分在空气分离中的应用。该方法也一直在被探索和挖掘，新的科学理念被注入，让该方法更具活力。本文简单介绍什么是深冷技术以及空气分离设备的组成，让人们更加了解这种技术，让这种技术得到广大推广。
一、 对深冷技术的介绍以及空气分离设备的含义
深冷技术就是利用冷媒介质作为冷却介质，将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度，从而达到发送金属材料性能的目的。深冷技术是近年来兴起的一种发送金属工件性能的新工艺技术，是目前最有效、最经济的技术手段。在进行深冷加工时，金属材料中有些过饱和的亚稳定马氏体的过饱和度会有所降低，此时，会有析出超细小的碳化合物，这种碳化合物和基体保持着碳化物还可以减少位错运动的发生，宏观物体的性能由微观性质决定，通过深冷的关系，这样金属材料的晶格畸变的现象就会大大减少，具有良好的性能。不仅如此，这些技术改变了金属材料的微观性质，从而影响了金属材料的宏观性能，由于超微细的碳化物会沿着马氏体析出，减弱了晶界的脆化作用，加大了金属材料的强度。由于在深冷加工过程中，金属材料的基体组织得到了细化，从而使材料的各方面的性能都有了一定程度的提高，可以使材料在安全等方面的性能更好地满足使用的需要，不仅如此，深冷技术还减少了工件淬火的应力，强化了工件的尺寸稳定性。
随着国民经济迅速发展，国内相关行业装备均向大型化方向发展，对配套空气分离设备要求也日趋大型化。针对煤化工空分厂的58000/97500Nm3/h型空分设备，这种装置采用深冷法全低压生产工艺进行空气分离制取氧、氮产品。工艺流程采用引进德国曼透平公司蒸汽透平驱动的一拖二压缩机组，常规分子筛净化、增压透平膨胀机、规整填料精馏塔、产品氧气内压缩及部分产品氮气内压缩流程空分装置。由于上塔采用了规整填料塔，降低了上塔的阻力，从而使主空压机（MAC）排气压力降低，减少能耗。上塔、主冷、下塔分体设置，通过工艺液氧泵将其有机结合，具有工况调节范围大的优点。
二、深冷技术的应用
冷空气分离技术是将空气液化，在此过程中，对空气进行压缩和净化，并进行热交换处理。液态的空气中的主要成分是液态的氧气和液态的氮气，深冷空气分离技术利用两种成分不同的沸点将液态空气进行精馏处理，从而获得液态的氮气。
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2.1氧氮分离系统
吸附塔、压紧装置、附属阀门以及一些由相应的仪表组成氧氮分离系统。复合床结构的吸附塔分 A 塔和 B 塔，用伸展扭转振动填充的方式将进口的碳分子筛装进塔内可以保证碳分子筛的均匀性。通过空气净化组件的经过除杂后的净化压缩空气先从 A 塔的入口端进入，经过碳分子筛之后向下留到出口端，在这个过程中，吸收走了净化压缩空气中的大部分的氧气、二氧化碳和水，而留下的氮气从出口端流出作为这一过程的产物。A 塔内的碳分子筛在一定程度内会达到饱和状态，当碳分子筛达到饱和状态之后会自动停止吸附其他物质的操作，这时清洁的压缩空气从 B 塔进入，在这个过程中氧气被吸收，氮气作为产物流出，同时再生出 A 塔中的碳分子筛来保证 A 塔中有充足的碳分子筛来进行吸收的过程。快速将吸附塔降压，使其达到正常水平，在这种条件下，可以再生出氧气、二氧化碳和水，从而可以帮助 A 塔内的碳分子筛的补充。在这个过程中，A 塔和 B 塔交替工作可以促进压缩空气中氧和氮的分离，帮助氮的产出。
2.2氧氮缓冲系统
氧氮缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀还有放空部件等组成了氧氮缓冲系统。在空气分离技术中对氮气的分离和产出的压力和纯度等进行调解需要用到氧氮缓冲系统，这一系统可以保证产出的氮气的稳定性和连续性。同时，氧氮缓冲系统还可以在 A 塔和 B 塔进行交替工作切换的时候，利用塔内的一些气体来回充吸附塔，通过这种方法可以提高吸附塔的压力。
2.3 多塔低温精馏手段
多塔低温精馏手段是空气深冷分离技术中的常用手段，通过多塔低温精馏操作获得空气中的氧、氮等成分，通过这种方法获得的氧、氮等产物往往具有较高的纯度。
2.4空气缓冲罐组件
空气缓冲罐以及相关的阀门仪表等组成了空气缓冲罐组件，空气缓冲罐在空气分离操作中主要起到缓冲的作用，可以缓解在切换时瞬间气流对滤芯的冲击，还可以降低气流脉动的效果，从而降低系统的压力波动，可以降低气流对分子筛的冲击，减少分子筛粉化现象的发生，在一定程度上，能够保证分子筛的使用寿命。使用空气缓冲罐组件可以迅速提高吸附塔中的压力，及时达到工作所需的高压范围，与此同时，这种方法还可以在一定程度上保证各种设备的可靠性和稳定性。
三、结束语
根据上文对深冷技术的空气分离设备的应用分析，让人们更加清楚和了解深冷技术在煤化工厂的重要作用。时代在不断发展，不断涌出的科学理念在改变这世界，而我国的工业水平也得到了不断地发展，深冷技术也表现出它的重要地位，所以，发展研究该技术是非常有必要的。而我们要做的就是完善改进该技术，让它得以向全国扩大实施，在社会需求的推动下趋向专业化、规模化发展，为我国的工业建设提供更有力的支持。
参考文献：
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[2]谈硕. 深冷技术在空气分离设备设计中的应用[J]. 科技与创新，2017（06）
论文作者:陈庆生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/8
标签：技术论文; 空气论文; 分子筛论文; 金属材料论文; 氮气论文; 精馏论文; 液态论文; 《基层建设》2017年第36期论文;