小型中压空分设备在关阀调纯之初，为什么冷凝蒸发器中液面先上涨后下降，而后再复涨呢？

第1题：

第2题：

小型空分设备中液空的液面怎样控制？

正确答案: 液空液面在一定范围内，它的高低对液空、液氮纯度没有什么影响。但是，如果液空液面太低，会造成液空节流阀导入上塔的液体中夹带蒸气，使下塔的上升蒸气减少，同时使液空的氧纯度下降，氧、氮纯度下降。严重时还会产生漏液，液空、液氮纯度均下降。如果液空液面过高，液体淹没下层塔板，使其失去精馏作用。因此，液空液面要保持在规定的范围内。
液空液面的控制主要是靠液空节流阀。关小节流阀，则液面上升。反之则液面下降。液空节流阀的开度应控制液空液面在正常范围内。
有时，液空节流阀被固体二氧化碳所阻塞，导致液空液面上升。此时，应急剧转动节流阀，以清除冻结的干冰，称之为“刮霜”。
若关小液氮节流阀，会使下塔回流液增多，液空液面稍见上升，纯度下降；反之，液空液面有所下降。此时应相应地调节液空节流阀开度。
下塔出现液悬时，塔板上的液体间歇性地倾流而下，会导致液空液面时高时低。此时，应及时消除液悬，才能使液空液面稳定。

第3题：

冷凝蒸发器在空分设备中起什么作用？

正确答案: 氧、氮的分离是通过精馏来实现的。精馏过程必须有上升蒸气和下流液体。为了得到氧、氮产品，精馏过程是在上、下两个塔内实现双级精馏过程。冷凝蒸发器是联系上塔和下塔的纽带。它用于上塔底部的回流下来的液氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。
液氧在冷凝蒸发器中吸收热量而蒸发为气氧。其中一部分作为产品气氧送出，而大部分（70%～80%）供给上塔，作为精馏用的上升蒸气。气氮在冷凝蒸发器内放出热量而冷凝成液氮。一部分直接作为下塔的回流液，一部分经节流降压后供至上塔顶部，作为上塔的回流液，参与精馏过程。
由于下塔的压力高于上塔的压力，所以下塔气氮的饱和温度反而高于上塔液氧的饱和温度。液氧吸收温度较高的气氮放出的冷凝潜热而蒸发。因此而得名叫“冷凝蒸发器”。冷凝蒸发器是精馏系统中必不可少的重要换热设备。它工作的好坏关系到整个空分装置的动力消耗和正常生产。所以要正确操作和维护好冷凝蒸发器。

第4题：

小型空分设备冷凝蒸发器液氧中呈现浑浊、沉淀是什么原因，如何处理？

正确答案:液氧中发现有浑浊乳白色沉淀物，且沉淀物呈雪状，随温度升高而挥发，这显然是二氧化碳进塔所致。二氧化碳进塔是纯化器工作不佳或是分子筛老化等因素造成的。因此，在操作时必须注意：
1）对水冷式纯化器，在纯化器加温时，必须遵循先把水放掉、在吹冷及工作周期内再加水冷却这样一个操作顺序进行。加温时外围有冷水会使纯化器周围的分子筛再生不完善，并逐渐失去吸附作用。
2）再生气出口温度和再生氮气量（不要太小）要配合好。纯化器出口温度达到要求后，还要再加温一段时间，接着再吹冷。吹冷时，出口温度开始应上升，随后才下降。至于升到什么温度，则要符合操作说明书规定。
3）纯化器出故障，往往与三级冷却器工作不正常（指泄漏）以及水分离器吹除不当有关，即有水进入纯化器。停车时应检查一下，冷却器有没有泄漏。因为停车时，水会从缝隙进入空气冷却管，再开车时水就会进入纯化器。水分离器要按规定定期吹除，吹除要讲求方法得当。有的水分离器设计不好，吹除又太猛，水没有被吹走，导致水分进入纯化器。最好不要将吹除管与总管连接，否则，无法判断水分是否已被吹除掉。吹除要缓慢。特别在夏季，气温高，水分多，操作要特别注意。
4）分子筛一般使用寿命为2000h，相当于长期运转，8h切换一次的纯化器每隔4年至5年更换一次。
5）应尽可能地降低进入分子筛纯化器前的空气温度。一是可以减少水分带入；二是可以提高分子筛的吸附容量。
6）在纯化器空气出口管处，定期测定气体中的二氧化碳含量。最好能配二氧化碳自动分析仪，但价格较高。纯化器出口空气中二氧化碳的体积分数应小于2×10-6。一旦达到转效点，二氧化碳含量就会直线增加。因此，知道了转效点，纯化器的工作周期应提前半小时左右切换，以确保二氧化碳不带入塔内。

第5题：

怎样判断小型空分设备液氧液面计下阀管的堵塞？堵塞后怎么办？

正确答案: 液氧液面下阀管堵塞时，往往表现为液氧液面计液面很稳定，但亦存在可能表现为液氧面下降或不指示，发生这种现象时，首先应关闭液氧面计上、下阀，然后打开下阀，检查下阀管及液氧液面计下阀上的连接接头是否有气，如无气，则说明液氧液面计下阀已堵塞了，可用铜管接通下塔，借助下塔压力倒吹，开可用氮气，氮气降压到1MPa倒吹，如此无效，则可用液氧液面计下阀备用阀，若备用阀也堵塞，并无法吹通，可用液氧分析阀或液氧排放阀来代替。

第6题：

小型空分设备各冷角式弯阻阀的开、关操作要领如何？

正确答案: 冷角式弯阻阀主要由阀座、套管、阀体、填料、压帽、阀杆、阀头、手轮等组成。150m³/h制氧机中的冷角式弯阻阀如下：
液空进乙炔吸附器通过阀（称通-1阀）：只有在乙炔吸附器再生时是关闭的，加温、启动、停车、正常运转时都可以全开。这个阀的口径为DN25，不能从套管中拉出。
液氧排放阀（称通-2阀）：停车加温、排放液氧、启动冷却时应打开，其余时间关闭。口径为DN15，可以从套管中取出来吹除。
馏分通过阀（称通-7阀或通-8阀）：阀门口径为DN₂5，也是不能从套管中取出的。这两个阀是在不带氩塔工作时，为了同时获得双高产品而设计的。如以氧气为主产品的用户，应用通-7阀来抽取馏分。氮产量下降一些，而氮气纯度可达到99.95%。如果以氮气产量为主产品的单位，应打开通-8阀抽取馏分。馏分抽出的气量由馏分出口排出阀来控制。主塔带有氩塔时，通-7、通-8阀都应关阀。如果是双高设备而实际只需单高的氧气产品时，可以不抽取馏分，以利提高氧气产量。

第7题：

在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来冷凝气氮？

正确答案: 在冷凝蒸发器中，上塔的液氧吸收热量而变成气氧，下塔的气氮放出热量而冷凝成液氮。上塔的液氧在0.15MPa（绝压）下沸腾温度为-180℃，而下塔氮在0.6MPa（绝压）下的液化温度为-177℃，所以上塔氧的沸腾温度低于下塔氮的温度，因此可以用液氧来冷却气氮。

第8题：

空分装置在启动过程中，调纯的顺序是先（）塔后（），先（）后（）。

正确答案:下；上；氧气；氮气

第9题：

制冷装置中液管是指从（）通（）的管路。

• A、冷凝器/蒸发器
• B、冷凝器/膨胀阀
• C、蒸发器/压缩机
• D、压缩机/冷凝器

正确答案:B

第10题：

电磁阀在制冷系统中应安装载（）

• A、蒸发器与压缩机
• B、储液器与膨胀阀
• C、冷凝器与储液器
• D、油分离器与冷凝器

正确答案:B

第11题：

第12题：

第13题：

空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构形式有哪些？

正确答案: 短立管：用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；
长立管：用于中型空分设备，采用管外冷凝，管内沸腾；
板翅式：用于各种空分设备，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。

第14题：

在冷凝液泵机械密封漏的倒泵操作过程中，为什么要先关原运行的真空平衡阀再停泵？

正确答案: 在机组运行过程中，表冷器内处于真空状态，如果不关其平衡阀即停泵，那么空气就会从平衡管吸入表冷器内，造成真空度下降。

第15题：

为什么说液氮节流阀可调节下塔液氮、液空的纯度，而液空节流阀只能调节液空液面？

正确答案: 空分设备在运转中，只要进塔空气量及操作压力以及冷损不变，冷凝蒸发器生成液氮量基本上一定。下塔液空和液氮的纯度主要决定回流比的大小，而液氮节流阀的开度直接影响到下塔回流比。液氮节流阀开大，送到上塔的液氮量多了，下塔回流液就少了，因而回流比相应减小，所以液空的氧纯度提高，液氮的纯度降低。反之，关小液氮节流阀，送到上塔的液氮量减少，下塔的回流液体增加，回流比相应增大，所以液空的纯度就降低，液氮纯度提高。而液空节流阀的开度，在一般情况下不能改变下塔的回流比，所以它不能调节液氮和液空的纯度。但它的开度将影响到下塔液面的高低，而且影响上塔的精馏工况。如果液空节流阀的开度正好与生成的液空量相适应，则下塔液面将保持稳定。如果开度小，则液空通过的数量减少，液空液面就要上涨；反之液面就下降。但液空节流阀的开度直接影响送到上塔液空量的多少，因而能改变上塔的回流比，从而影响上塔产品的纯度。
当液空液面稳定时，液空节流阀的开度将反映液空纯度的高低。因为液空节流阀的开度小，一定是下塔回流的液体量少，液空中氧纯度升高。当液空节流阀开度大时，则液空的氧纯度降低。但是这不是液空节流阀调节的结果。
当下塔液空液面过低，通过液空节流阀夹带有气体时，则会使下塔的上升气减少，回流比增大，液空中氧纯度下降。并且，它将对上塔精馏工况、氧气的纯度带来较大的影响，这在操作中是不允许的。因此，控制液空液面本身也包含着确保精馏工况正常的意义。

第16题：

空分设备在启动和正常操作中能靠冷凝蒸发器积累液体吗？

正确答案: 这个问题要对启动和正常操作两个阶段分别来分析。
在启动阶段，积累液体的任务是靠液化器来完成的，而不能靠冷凝蒸发器。即使把膨胀空气引入冷凝蒸发器，由于传热效果很差，也不能胜任积累液体的工作。不仅如此，问题还在于冷凝蒸发器的结构上并没有膨胀气体进出的回路。
在正常操作阶段，表面上看液氧面的升降是从冷凝蒸发器反映出来的，实际上是一系列传热的结果。怎样把冷量转化为产生液体呢？当冷凝蒸发器处在冷量平衡阶段，如果还要液氧面上涨，就得增加膨胀量或提高膨胀机前压力，即增加制冷量。由于膨胀量的增加，进下塔的空气量减少，使冷凝蒸发器的热负荷减少，蒸发的液氧就相对地减少了，表现为液氧面上涨；如果膨胀量未变，只是提高单位制冷量，即提高膨胀前温度（减少旁通量），则必然使环流气体在切换式换热器中放出的冷量增多，使正流空气进塔的能量（焓值）降低，也将减小冷凝蒸发器的热负荷，液氧蒸发量减少，液氧面上涨。因此，多余的冷量通过换热器转移到塔内，而不是靠冷凝蒸发器积累的。
此外，在正常运行中，上塔底部主冷液氧面的表压力约为0.04MPa，氧的蒸发潜热为6700kJ/kmol；气氮的冷凝压力约0.48MPa（表压），氮的冷凝潜热为4815kJ/kmol。氮的冷凝潜热小于氧的蒸发潜热，即把1kmol的气氮冷凝为液氮所需的冷量比蒸发1kmol液氧所放出的冷量少。而冷量是平衡的，所以相应地气氮的冷凝量要大于液氧的蒸发量。这样会有液体积累起来吗？不会的。因为液氮节流到上塔，压力降低，必然有一部分气化，所以流至冷凝蒸发器的量还是等于液氧蒸发量，不会因此而有液体积累起来。

第17题：

为什么小型中压流程空分设备在启动后阶段要关小通-6阀？

正确答案: 小型中压流程空分设备在启动后1.5h左右开启节-1阀。在T3温度迅速下降的同时，膨胀后的温度（T2）下降速度也是很快的。把膨胀机的凸轮关到最小进气位置以后，T2温度还会继续下降。若不采取措施，空气会在膨胀机气缸内液化，有损坏机件的危险，这是不允许的。如果采用开大节-1阀来减少膨胀量的办法，会使高压压力下降，T3温度升高，节-1阀后的气化率增大，液体的生产量减少，造成整个启动周期延长，这也是不经济的。
因此，如何既能保证膨胀机的安全运转，又能使启动周期缩短，采用关小通-6阀的办法来减少膨胀量是较合适的。空分塔的冷量可分为两大部分：即高温冷量和低温冷量。把膨胀机出来的气体理解成高温冷量；把通过节-1阀的气体理解成低温冷量。在启动1.5h以后，高温冷量显得太多，而低温冷量尚需大量地生产。在这种情况下，应该限制膨胀机的进气，因此要关小通-6阀。
但是，不能靠过早地关小通-6阀来提高节-1阀前的压力。只要T2温度不低于-160℃，T3温度不高于-160℃，且高压压力能保持在设备允许的最高工作压力，则不必关小通-6阀。否则会使启动时间延长。

第18题：

带活塞式膨胀机的中压流程的中小型空分设备，控制制氧液面高度的手段是操作（）和（）。

正确答案:膨胀机的凸轮；高压节流阀

第19题：

为什么小型空分设备的节一2阀（液空节流阀）、节-3阀（液氮节流阀）在调纯的时候，阀位在4~9圈时最难关小？

正确答案: 在启动初期，通过节-2（液空节流）阀、节-3（液氮节流）阀的都是气体。由于塔内温度高、体积大，必须把两阀开大（一般开到12圈左右，再开大已不起调节作用）。随着塔内温度下降，气体的质量流量不变，而体积流量减少了，表现在中压压力自动下降。到关阀阶段，通过该两阀的状态呈气、液混合物（极大部分还是气态）。
当从第12圈开始关小时，由于阀门的开度大，不影响气液物的流通；到了9圈以下时，就有部分气体被阻止通过，沿下塔上升到冷凝蒸发器中的气体增多了，中压压力开始上升。由于冷凝蒸发器热负荷的增加，液氧液面开始下降。因此，在此期间关阀的幅度要小，要密切注意中压压力和液氧液面的变化，切忌过快，以免造成液泛。
随着阀门的关小，通过两阀的液体量增多，下塔上升蒸气的增加量逐渐减少，最后达到平衡。冷凝蒸发器的热负荷增加量也逐渐减少，直至稳定。所以，关阀关到一定位置时，阀门的开大、关小，对下塔压力和液氧液面影响已不大。但此时应注意液空、液氮的纯度，液氮节流阀要更加注意，有时只有1°～3°的变动范围。

第20题：

小型中压空分设备出现液空后的操作要点是什么？

正确答案: 在液空出现后为了尽快积累起液体，应尽可能制取更多的冷量和尽量减少冷损。为此，应注意以下几点：
1）高压压力要维持在空压机所允许的最高压力，尽量保持稳定，以制取更多的冷量；
2）合理地使用好冷量。即掌握好进入膨胀机和通过高压空气节流阀（节-1阀）的气量分配。具体地说，就是严格控制好温度。通过膨胀机的气量过多，膨胀机后及节-1阀前温度下降过低，将使热端温差扩大，冷损增加，冷量被浪费。同时，通过节-1阀的气量相对地过少，产生的液空量也会减少，液氧液面不易上升。反之，通过膨胀机气量过少，相对地通过节-1阀的气量增加，由于产冷量减少，热交换后的温度回升，经节-1阀后的气体不能液化，下塔的温度升高，这样也不利于液氧面上升。根据一般经验，节-1阀前温度（T3）控制在-155～-165℃为宜，这也是本阶段的重点；
3）中压（下塔）压力要尽量低一些，以加大膨胀前后的压差，增加制冷量。这时的液空、液氮节流阀应是全开的；
4）低压（上塔）压力要适当提高，氧气出口阀要关得小一点。以提高氧的液化温度，减少节流至上塔的液体蒸发量。因此，液空一出现就要把氧气出口阀关小到正常流量的30%左右。同时，为了使下塔尽快地建立起精馏工况，提高下塔顶部的氮气纯度，缩小主冷温差，在调整下塔工况时，液氮节流阀要比液空节流阀关得快一点。低压压力一般控制在0.045～0.05MPa。但是，氧气流量不能关得太小，否则热交换器的氧隔层不能发挥作用，氮隔层热负荷太大，会使热交换不完全损失增加；
5）随着返流气体流量的变化，应及时地改变高压空气流量分配，以防热端温差扩大。

第21题：

制冷装置的下列设备中：Ⅰ.冷凝器、Ⅱ.贮液器、Ⅲ.蒸发器、Ⅳ.压缩机，不设安全阀的是（）

• A、Ⅲ
• B、Ⅱ、Ⅲ
• C、Ⅰ、Ⅲ
• D、全设

正确答案:A

第22题：

怎样判断空分设备中冷凝蒸发器泄漏？

正确答案: 当空分设备中冷凝蒸发器泄漏严重时，压力较高的氮气大量地漏入低压氧侧，上塔压力上升，下塔压力下降，产品氧纯度将发生显著变化。可以此情况判断。当冷凝蒸发器微漏时，普遍现象是冷凝蒸发器内气氧和液氧纯度相差很大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值，可以此情况判断。

第23题：