空气分离技术运行调优措施探讨

摘要：近几年来，我国的冶金行业、石油行业都得到了快速地发展，而空气分离技术在这些行业中都发挥着关键性地作用，为了可以进一步提高空分的效率和质量，技术研究人员对传统的膜分离法、变压分离法以及化学分离法进行了改进，并且引进了先进的蒸馏法来显著提升空气分离的纯度，这也是笔者将要与大家进行分享和探讨的主要内容，希望以下笔者所提出的一些建议可以为相关工作人员提供一些新思路。

引言

空气分离技术对于国内的工业生产有着非常重要的影响和意义，但是其在实际应用的过程中仍然还存在着一些缺陷还有待改善，为了可以有效地提高空气分离技术的应用效率和质量，很多生产企业都对该技术进行了相应的优化和改善，以求达到最佳的分离效果。针对这一情况，笔者将以分离技术为主体，对其基本原理、调优措施以及技术应用等方面内容进行详细地阐述，希望可以对一些从事相关行业的工作人员有所裨益。

一、基本原理

从字面的意思上来看，所谓的空气分离技术主要是指工作人员通过一些专业的仪器和设备将空气内的组成成分，如氧气、氢气、氩气、氮气以及空气中其他的杂质进行有效地分离，传统的分离技术主要有膜分离法、变压分离法以及化学分离法等等。这些分离法在实际应用过程都会或多或少存在一定的缺陷，如分离效率低、产量低等等。为了可以更好地优化国内工业生产所使用到的空气分离技术，很多技术研究人员采用了精馏法作为空气分离的主要方法，该技术方法需要在低温的状态下进行操作。其主要流程如下：第一，工作人员需要先将所需分离的空气进程除杂；第二，将处理好的空气缓慢地传输至压缩机内部进行压缩，并且对该气体进行升温处理；第三，将处理后的气体输送至冷却塔内，然后对其进行液化分离，将其温度在较短的时间内进行大幅度地降温；第四，根据不同气体具有不同的沸点来对该混合气体进行有效地分离[1]。由于该技术在实际应用中所体现出的高效性和高质量与其他空气分离方法相比具有较大的优势，因此该技术也逐渐受到了一些工业生产企业的广泛认可和推广。

二、调优措施

（一）系统优化

为了可以进一步提高分离技术的生产效率和质量，工作人员可以根据该技术的实际应用情况有选择性地对其系统进行优化和改善，对此工作人员可以采取以下优化措施：第一，在确保基本生产效率的基础上尽可能地降低该技术的氧气生产所需消耗的能源；第二，提高分离技术所涉及到机械设备系统的电能和热能的利用率；第三，改善循环水系统，以达到降低蒸汽消耗的基本战略目标；第四，适当地提高该系统内部压缩机的基本生产效率；第五，引进先进的换热设备来维持系统的正常运行；第六，不断地改进系统中的物流循环，加强空气分离的生产效率；第七，引进先进的分子筛板，提高填料筛选的整体质量水平。

（二）节能优化

1.主换热器优化

将空气分离装置中容易产生热能损耗的换热器进行温度的控制，在生产运行过程中工作人员需要尽可能地将其运行温度控制在3℃以内，这样可以有效地避免因换热器在运行过程中出现较大的温差变化而造成液态氧的产量偏低等负面情况[2]。除此之外，若换热器不能够在较短的时间内补足冷气量还可能会影响填料塔的正常工作，使得氧气的分离效率严重下降，最终会出现热能的大量流失，严重影响空气分离作业的正常开展。因此工作人员还需要有针对性地加强换热器中冷气量的补足力度，避免出现安全隐患，影响空气分离的整体效率，同时还能有效地提高该企业的经济效益。

2.温差优化

上述我们也详细地叙述了利用蒸馏法对混合气体进行分离可以有效地提高分离的效率和质量，但是使用该方法不可避免地会在较短的时间内实现较大的温差变化，这对于生产设备的要求也非常严苛，尤其是分离系统中的换热器，其主要作用是为了对混合气体进行高温处理提供热量，同时还对混合气体进行冷却处理，消耗一定的电能。从这个角度上来看，换热器的温差在整个空气分离的生产过程中起到了非常重要的作用，因此工作人员需要对其引起高度重视，并且采取一定的优化措施，具体如下：第一，在条件允许的范围内尽可能地减少换热器供热端口的温度差值变化；第二，对换热器内部的气流变化进行严格地控制以及科学地分配；第三，定期对空气分离作业所使用的机械设备进行全面地检查，主要的检查内容有制冷箱顶部是否出现砂口，若珠光砂出现不同程度上的沉降，相关工作人员需要在第一时间内对其进行补砂处理，避免因砂口而引发更加严重的安全事故[3]。

（三）填料优化

填料优化也是技术优化中非常重要的一项内容，为了能够更好地提高分离效率，工作人员可以将传统分离技术中所使用的筛板更换为压板，这样可以更好地完成填料作业，具体优化措施如下：第一，工作人员可以对填料塔按照一定的顺序进行规整，这样不仅可以有效地降低填该料塔内部不同位置所承受的压力，同时还可以精确地将混合空气中的氧气以及氩气进行分离，提高空气分离的基本效率；第二，在优化填料塔时，工作人员所选取的填料塔直径应当尽可能地小于压板的直径，这样不仅有利于运输，同时还能更好地降低运输成本，提高运输效率也增加了企业的经济效益[4]；第三，工作人员还需要将完成优化作业的填料塔引用到上述我们所提到的精馏系统中，这样不仅可以有效地提高精馏分离法在实际应用过程中的安全稳定性，减少安全事故的发生，同时还可以帮助工作人员简化操作流程，得到高纯度的氩气。

三、技术应用

空气分离技术的实际应用主要体现在以下几项生产作业中：第一，分离氮气，工作人员在使用该技术进行氮气的分离作业时，可以将分离设备中的压力设置为0.8Mpa，湿度设置为80%，在这种环境中所生产出的氮气纯度可以达到95%以上。在分离氮气之前，工作人员好需要先对混合气体进行压缩，以0.6Mpa为标准，压缩作业完成以后再对其进行冷却和分离，这样所分离出的氮气效率最高；第二，脱湿处理，对压缩后的混合气体进行脱湿也是分离技术的重要应用之一，工作人员需要先对压缩后的混合气体进行干燥，然后在将其传输至WZG装置中进行加热。WZG装置与其他传统的加热装置相比具有干燥和加热集一身的优势，因此使用WZG装置可以有效地简化操作流程，提高分离效率，加热之后立刻进行冷却，通常可以冷却至-40℃，若使用先进的分子筛装置则可以冷却至-52℃，工作人员可以根据该生产企业的实际分离情况和需求进行相应的选择，以求达到最佳的分离效果。

四、结束语

总而言之，对空气分离技术进行不断地调优是现阶段很多工业生产企业非常重要的任务之一，技术人员可以根据自身企业的实际生产情况选择系统优化、主换热器优化、温差优化以及填料优化等方式来进行空分技术的优化，从而进一步提高空气分离效率和质量，帮助该企业在竞争激励的工业市场中占据一席之地，同时也为国内工业生产领域的进步和发展贡献自己的一份微薄之力。