空分操作工练兵基础知识问答

1、造成分子筛进水事故的原因有哪些?

答：1、当空冷塔液位高于3500mm时水超过空气进口管高度，大量的水随空

气进入分子筛吸附器；

2、当空冷塔阻力上升，高于7kPa时，空冷塔内会形成液悬，造成底部水位波

动，空冷塔阻力波动，水随空气进入分子筛吸附器；

3、分子筛切换程序紊乱，造成空气突然经分子筛吸附器防空，空冷塔内气流速

度急剧加快，水随空气进入分子筛吸附器；

4、仪表空气压力降低，气动阀门自调失控，造成水位升高；

5、冷却水、冷冻水流量过大，使空冷塔夜悬。

2、什么叫回流比？它对精储有什么影响

答：回流比是指精储塔内下流液体量与上升蒸汽量的比.

精储产品的纯度，在塔板数一定的条件下取决于回流比的大小。回流比大时，

所得到的气相中的氮纯度高，液相中的氧纯度低；回流比小时，得到的气相中

氮纯度低，液相中氧纯度高。

3、膨胀机事故的防范措施有哪些？

答：1、膨胀机前轴承温度报警值为70。匚联锁值为75P;

2、膨胀机转速超过报警值时回流阀渐开，超过联锁值时膨胀机停车；

3、增压机流量低于最小报警值膨胀机回流阀全开；

4、膨胀机入口温度小于-18CTC时入口阀关闭。

4、增压膨胀机的操作注意事项有哪些？

答：1、任何情况下不允许摘除联锁启动膨胀机；

2、控制膨胀机入口温度不低于

3、在增压机旁通阀FCV401关闭的情况下不允许启动膨胀机，首次使用膨胀

机或在热状态下将膨胀机投入使用应首先预冷。

5、空气中有哪些杂质？

答：空气中除氧、氮外，还有少量的水蒸气、二氧化碳、乙焕和其它碳氢化合

物及少量的灰尘等固体杂质。

6、在空分过程中为什么要清除杂质？

答：随着空气的冷却，被冻结下来的水和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨

胀机或精微塔里，就会堵塞通道、管路和阀门；乙焕积聚在液氧中有爆炸的危

险；灰尘会磨损运转机械。为了保证空分设备长期稳定可靠的运行，必须设置

专门的净化设备，清除这些杂质。

7、怎样判断分子筛的加热再生是否彻底?

答：首先要求对分子筛进行加热所需的气体压力、流量达到工艺要求的条件。

加热再生过程可通过再生曲线来判断。"冷吹峰值”温度是整个床层再生是否

彻底的标志。

8、什么叫氧气放散率？

答：指制氧机生产的氧（气态和液态）产品中有多少未被利用而放空的比例。

氧气放散率是反应设备配套适应能力和生产组织水平的重要指标。氧气放散率

越，能源浪费越，综合经济效益越差。所以必须通过各种手段降低氧气放散

率。

9、空气预冷系统有哪几种形式？

答：1、带低温水的空气冷却塔；

2、低温水间接冷却系统

3、空气与冷冻机直接换热的系统；

4、污氮蒸发冷却系统；

5、直接用机后冷却器冷却.

10、什么叫分子筛？有哪几种？它有什么特性？

答：分子筛是人工合成的晶体铝硅酸盐，也有天然的，俗称泡沸石。

目前常用的主要有A型、X型、Y型。

分子筛的主要特性：

1、吸附力极强，选择性吸附性能好；

2、干燥度极高，对高温气体有良好的干燥能力；

3、稳定性好，在20CTC以下仍能保持正常的吸附容量。分子筛的使用寿命也比

较长。

4、分子筛对水的吸附能力特强，其次是乙烘和二氧化碳。

11、分子筛吸附净化流程的空分设备在启动上有何特点？操作时应注意什么？

答：分子筛净化流程的空分设备在启动过程中主要集中在充分发挥膨胀机的制

冷能力，合理分配冷量，全面冷却设备。可分为冷却设、积累液体、调整工况

三个阶段。

注意事项：）

1、首次使用的分子筛要进行一次活化再生，目的是清除运输和充填过程中吸附

的水分和二氧化碳。活化温度一般高于20CTC,低于25CTC。当出口温度达

80。（：时就可冷吹。活化时间不少于两个周期；

2、当分子筛启动时送气过程要缓慢，放空阀关小要谨慎，防止因压力波动而破

坏床层内的分子筛；

3、需要启动两台膨胀机时要全开增压机回流阀，将先运转的膨胀机的压力降下

来，然后两台膨胀机同时加负荷，防止后启动的增压机发生喘振；

4、注意换热器中部温度的控制；

5、注意空冷塔的工作，确保预冷后的空气达到设计要求。

12、分子筛净化系统在操作时应注意哪些问题?

答：1、对分子筛吸附器的安装要求：要认真检查上、下筛网有无破损；分子筛

是否填充满，并且扒平；认真封好内、外套人孔，防止互相串气；

2、分子筛吸附器在运行时，要定期监视分子筛温度曲线和出口二氧化碳的含

量，以判断吸附器的工作是否正常；

3、要密切监视吸附器的切换程序切换压差是否正常；

4、要密切注意冷冻机的工作是否正常。如遇短期故障，造成空气出口温度升

高，应及时缩短吸附器的切换周期，并及时排除故障；ECT

5、空压机启动升压时应缓慢进行，止空气流速过大；.

6、空分设备停车时应立即关闭吸附器后空气总阀，以免再启动时气流速度过快

而冲击分子筛床层。

13、分子筛净化流程的空分设备在突然断电时应如何操作？

答：1、首先打开空压机的放空阀（防喘振阀），防止空压机发生喘振，空气倒

流造成空压机反转；

2、分子筛吸附器的切换应联锁关闭、如果没有关闭，应手动关闭。并记录断电

前分子筛吸附器运行的程序状态。膨胀机、冷冻机、空气预冷系统、氮净化系

统应联锁停机，否则手动停机；

3、停止氧、氮产品的送出，停止液氧、液氮液氮的输出；

4、关闭空气预冷系统与外部连接的水阀。

14、分子筛纯化系统为什么有时生进水事故？其现象是什么？

答：在分子筛纯化器前，为了降低加工空气的温度，首先要进入空冷塔冷却。

在空冷塔中空气自下而入，从塔顶引出，进入分子筛纯化器，水从塔顶喷淋与

空气接触、混合而使空气冷却，空冷塔内设有多块穿流塔板或填料，以增加接

触面积。为了水分离在塔顶设有水捕集器，当空冷塔中空气流速过快，挟带水

分过多或喷淋水量过大，水位自动调节失灵时，就会造成分子筛纯化器进水事

故。

现象：分子筛压力忽高忽低地波动，吸附器的阻力升高，加热和冷吹后的温度

曲线发生变化。最明显的是冷吹后的温度下降，并且出现平头峰。平头风的曲

线距离越长，表示分子筛进水越多。

15、如何防止分子筛纯化器发生进水事故？

答：1、空冷塔应按规程操作，先通入气，待压力升高稳定后再通入；

2、不能突然增大或减少空气量；

3、保持空冷塔水位；

4、水喷淋量不能过大

5、水质应达到要求，降低进水温度，并减少水垢。

16、分子筛纯化器发生进水事故后应如何处理？

答：发生进水后，应先处理空冷塔工况，停止水泵供水，把空冷塔液位降下

来，并使之恢复正常工况。同时对空分设备进行减量生产，以减少分子筛的负

荷量，并通过纯化器的压力、阻力、再生温度曲线和纯化器后二氧化碳含量判

断进水情况，如进水量不大因立即采取补救调整工况（如：提高加热温度、加

大加热和冷吹流量、延长加热时间及切换程序提前切换等）。如今水量过大就

需要对分子筛纯化器进行活化操作，活化时注意先用大气流冷吹，在游离水吹

净时再加热。如活化操作不成功，则只能更换分子筛。

17、分子筛净化流程的空分设备在短期停车后重新回复启动时应注意什么问

题？

答：1、空压机应缓慢升压，防止因压力突然升高对空冷塔的冲击。应先升压后

开水泵；

2、注意空冷塔的水位，防止因水位过高而造成分子筛吸附器进水；

3、短期停车时如再生的分子筛吸附器已经即将结束，可以手动切换使用经再生

的分子筛吸附器；

4、在分子筛吸附器再生系统调整到正常工艺条件，且分子筛后分析点的二氧化

碳含量小于1x10-6时将空气缓慢导入空冷塔；

5、在调整空分工况的同时缓慢切换分子筛再生气，并改用污氮，保证再生气流

量。

18、为什么空冷塔启动时要求先通气后开水泵？

答：这是防止空气带水的一种措施。充气前塔内空气的压力为大气压，当把压

力为0.5MPa的空气导入塔内时，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，则空气出空冷

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在启动水泵供水

喷淋。

其次，如果先开水泵容易使空冷塔内水位过高，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。我厂规定空冷塔内压力高

于0.4MPa后才能启动循环水泵。运行中当压力低于此数值时水泵要自动停

车。

19、膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关？

答：膨胀机的总制冷量与膨胀量、单位制冷量有关，而单位理论制冷量取决于

膨胀前的压力、温度和膨胀后的压力。因此，膨胀机的制冷量与各异素的关系

为：

1、膨胀量越大总制冷量也越大；

2、进、出口压力一定时，机前温度越高单位制冷量越大；

3、机前温度和机后压力一定时，机前压力越高，单位制冷量越大；

4、膨胀机后压力越低，膨胀机内压降越大单位制冷量越大；

5、膨胀机绝热效率越高制冷量越大。

20、什么叫冷量冷损失？它分为哪几种？

答：通过花费一定的代价，将气体压缩后再进行膨胀获得的冷量未能加以回收

利用称为冷量损失。包括以下几个方面：

1、热交换不完全损失；

2、跑冷损失；

3、其它冷损失。

21、清除空气中的水份、二氧化碳和乙焕常用哪几种方法？怎样清除？

答：清除空气中的水份、二氧化碳和乙焕常用吸附法和冻结法。

吸附法就是用硅胶或分子筛做吸附剂，把空气中所含的水份、二氧化碳和乙

块，以及夜空、液氧中的乙快等杂质分离出来，浓聚在吸附剂的表面上，加热

再生时再把它们赶掉。

冻结法就是空气经蓄冷器或切换式换热器时把其中所含的水份和二氧化碳冻结

下来（乙焕不能冻结），然后被干燥气体带出装置。

22、为什么有的分子筛采用双层床？

答：因为活性氧化铝对于含水量较高的空气吸附容量比较大，但是随着空气含

水量的减少，吸附容量下降很快。而分子筛即使在含水量很低的情况下，同样

具有较强的吸水性。并且铝胶解吸水分容易，可降低再生温度；它对水分的吸

附热也比分子筛小，使空气温升小，有利于后部分子筛对二氧化碳的吸附；驴

叫还具有抗酸性，对分子筛起到保护作用。基于上述特点，有的分子筛采用双

层床，即在空气入纯化器进口侧，装一些活性氧化铝。它先将空气所含的大部

分水分清楚掉，而分子筛则主要用于清除二氧化碳、乙焕及其它碳氢化合物。

采用双层吸附床，可以延长纯化器的使用寿命。

23、什么叫自清除？

答：空气经过蓄冷器或切换式换热器，随着温度的不断降低，水份及二氧化碳

不断析出，冻结在蓄冷器的填料上或切换式换热器的翅片上，返流污氮通过时

把沉积的水分和二氧化碳带走。

24、为什么返流污氮能把冻结的水分和二氧化碳带走？

答：因为从精微塔上塔来的污氮基本上是水和二氧化碳的不饱和气体。所以水

分和二氧化碳能够进行蒸发和升华的过程，进入到污氮气中。虽然污氮温度比

正流空气低，1m2的污氮中所能容纳的水分和二氧化碳的饱和含量也比正流空

气带入的量少些，但是由于污氮的压力比正流的空气低得多，实际体积比正流

空气大3—4倍，所以实际能容纳的水分和二氧化碳容量比正流时要大，能将

沉寂的水分和二氧化碳全部清除干净，达到自清除的目的。

25、影响氧气纯度的因素有哪些？

答：氧气取出量过大；液空中氧纯度过低；进上塔膨胀量过大；冷凝蒸发器液

面过高；塔板效率低；精储工况异常；主冷泄漏。

26、为什么一般对于切换式换热器流程的制氧机的精储塔下塔要抽污液氮？

答：对于切换式换热器流程的制氧机，为了达到水分和二氧化碳的自清除，污

气氮量比较大才能保证不冻结条件，因此，纯气氮产品量较少，最多为氧产量

的1.3倍，因而下塔供给上塔的纯液氮量较少，这样可以抽取一股污液氮到上

塔，使上塔精微段的回流比加大，具有更大的精储能力，从而允许更多的膨胀

空气进入上塔，减少膨胀空气旁通，影响氧提取率。

27为什么一般对于分子筛增压膨胀流程制氧机的精储塔下塔可以不抽污液氮？

答：对于增压膨胀流程的制氧机，因无自清除的限制，纯气氮产品量有较大幅

度提高，除保证分子筛纯化器再生用的污气氮外，都可以作为纯气氮产品送

出，纯氮产量与氧产量之比为3—3.5倍。这样，下塔需要较大的回流比，才

能保证纯氮的量和纯度，而后送入上塔作为回流液。

此外，由于采用增压膨胀，膨胀工质的单位制冷量较高，在补充同样冷损失的

前提下，所需的膨胀量较小，一般不会超过上塔允许进入的空气量，因此，也

不需要抽污液氮来直接增大精储段的回流比。

28、塔板阻力是如何形成的？包括哪些部分？

答：塔板阻力指上升蒸气穿过塔板筛孔和塔板上液层时产生的压力降。

塔板阻力包括：干塔板阻力；表面张力和液柱静压力。

29、那些因素会造成透平膨胀机内出现液体？

答：1、旁通量过大；

2、环流或中抽温度过低；

3、膨胀机前带液空。

30、什么叫精储？

答：是利用两种物质沸点不同，多次进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部

分蒸发的过程，以达到分离的目的。

31、什么叫节流？

答：是流体流动时遇到局部的阻力，造成压力有较大降落的过程。

32、空气分离有哪几种方法？

答:1、低温法；

2、吸附法;

3、膜分离法。

33、低温法分离空气设备由哪几部分组成？

答：由四大部分组成：空气压缩、膨胀制冷；空气中水分、杂质等净除；空气

通过换热冷却、液化、精储、分离；低温产品的冷量回收及压缩。

34、什么是电磁阀？

答：通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，以达到改变流体流动方向的目的，或

者切断和接通气源。

35、什么是气开式薄膜调节阀？

答：当没有压力信号输入时，阀门关闭，有压力信号输入时，阀门开始打开，

压力信号越大，阀门开度越大的薄膜调节阀。

36、什么叫裸冷？

答：空分装置安装完毕或大修完毕，在进行全面加温吹除后，在保冷箱内尚未

填充保冷材料的情况下进行的开车。

37、分子筛纯化器的切换时间是怎样选取的？

答：从理论上讲，切换时间最大只能等于分子筛吸附过程的转效时间，转效时

间的长短是由分子筛对水分和二氧化碳的动吸附容量确定的。

38、空分设备中有哪些换热器？

答：使热量由热流体传给冷流体的设备叫换热设备或换热器。

空分中的主要换热器有：氮水预冷器、切换式换热器、主换热器、冷凝蒸发

器、过冷器、液化器、气化器、加热器及空压机冷却器。

39、空分设备中的换热器按传热原理可分为哪三类？各有什么特点？

答：1、间壁式：特点是冷热流体被传热壁面（管壁或板壁）隔开，在传热过程

中互不接触，热量由热流体通过壁面传给冷流体；

2、蓄热式：特点是冷热流体交替通过具有足够热容量的固体蓄热体，热流体流

过时蓄热体吸收热量，冷流体流过时蓄热体放出热量，从而实现冷热流体的换

八执、、,，

3、混合式：特点是冷热两种流体的换热是在直接混合的过程中实现的，在换热

过程中伴随有物质的交换。

40、什么叫气动薄膜调节阀？

答：气动单元仪表的执行部分，用来改变输送管道上流体的流量，以达到调节

液面、流量、压力或温度的目的。

41什么叫冷凝潜热和蒸发潜热？

答：饱和蒸汽放出热量可冷凝成饱和液体，温度保持不变，这部分热量称为冷

凝潜热。

饱和液体吸收热量可蒸发为饱和蒸汽，温度保持不变，这部分热量称为蒸发潜

八执、、。

42、空分塔顶部为什么既有液氮又有气氮?

答：由于气氮与液氮是处于共存的饱和状态，具有相同的饱和温度。但是，相

同温度下的饱和液体和饱和蒸汽属于不同的状态。饱和蒸汽放出热量可冷凝成

饱和液体，温度保持不变，饱和液体吸收热量可蒸发为饱和蒸汽，温度保持不

变