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？

第1题：

第2题：

在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来冷却气氮？

正确答案:在冷凝蒸发器中，上塔的液氮吸收热量而蒸发成气氧，下塔的气氮放出热量而冷凝成为液氮，即液氧的温度比气氮的温度要低，我们知道，在1大气压下，氧的液化温度为-183℃，而氮的液化温度为-195.8℃，这是由于下塔的压力要比上塔高，而液化温度是随压力升高而升高的，例如，氮在6绝对大气压下的液化温度为-177℃，而氧在1.5绝对大气压下的沸腾温度为-180℃此时氧的沸腾温度低于下塔氮的液化温度，所以，可以用液氧来使气氮冷凝成液氮，而气氮加热液氧，使液氧汽化成气氧。

第3题：

减少冷凝蒸发器的温差，有利于减少（）的蒸发。

• A、液氧
• B、液氮
• C、液空
• D、乙炔

正确答案:A

第4题：

小型空分设备液体进人热交换器的原因是什么，如何操作？

正确答案: 小型空分设备在运转中，造成液体进入热交换器的原因是：
1）分馏塔在启动阶段关阀和降压速度太慢，液氧液面太满，使液体进入热交换器。这时的象征是上塔压力表指针波动，氧流量计跳动厉害，T3温度下降，随之，高、中压力自动下降。碰到这种情况可适当加快关阀和降压速度，开大节-1阀，使通过第二热交换器的气量增加。并可适当地排掉部分液氧。在关小液空、液氮节流阀或降压时，中压微微上升是正常的（约每1h内上升0.05MPa）。待液氧面降到正常位置，温度和压力自行恢复正常。但是，千万不能操之过急，不要使中压明显的上升，以免产生液泛。
2）上塔液泛引起。其象征先是液氧面迅速下降，上塔压力上升，氧纯度暂时升高，氮纯度下降；紧接着T3温度和高、中压力下降，有时氮气流量计会跳动；随后由于中压压力下降，氧蒸发量减少，上塔压力降低，液氧液面开始迅速上升，上塔带液减少或消失，热交换器的温度和压力开始回升，中压压力开始慢慢上升；然后液氧液面又开始下降，重复上述过程。根据液泛的不同程度，周期性的间隔时间也不同。短则几十分钟，长则几个小时一次。碰到液泛造成带液的时候，应具体分析原因，根据不同的原因采取不同的方法。若是关阀或降压造成的液泛，应重新打开液空、液氮节流阀，待液氧液面升至正常高度后再进行调整。如果是调整不好，可采取停车静止半小时左右再开车调整。如仍消除不了，只得停车加温，重新开车。若是加工气量过多造成的液泛，应放掉部分空气，待设备正常后再逐步送入。若是运转周期末，塔板小孔被水分或二氧化碳堵塞引起的液泛，可以减量生产，或停车加温，重新开车。但是，不论是何种原因造成的液泛，如果带液严重的话，为了不使液体进入膨胀机，可以暂时把液氮节流阀关闭，把节-1阀尽量开大。待温度恢复正常时，再慢慢地打开液氮节流阀和关小节-1阀。

第5题：

小型空分设备液氧液面怎样控制？

正确答案: 在生产气氧的设备中，液氧液面的稳定与否是判断冷量平衡的主要标志。设备在正常运转的情况下，液氧面应稳定在一个设计高度附近。如果液氧面上升，即说明冷量过剩；液面下降，则说明冷量不足。冷量过剩或不足都难以同时提取纯氧和纯氮。
液氧液面的高低影响冷凝蒸发器的有效换热面积，液面控制得高一些，调整时可以减小产品纯度的波动。液面控制得过低时，使冷凝蒸发器的有效换热面积减少，氮蒸气不易冷凝而使下塔压力升高（传热温差扩大）。因此，液氧面的高度应控制在同时有利于氮蒸气充分冷凝、液氧充分蒸发的理想高度。对不同的设备有其最佳点。例如，对50型分馏塔液氧面可控制在6.4kPa（40cm四氯化碳柱）。如果冷凝蒸发器传热面脏污，导致传热性能降低时，液氧面要适当控制得高一点，但液面不超过冷凝器管长的80%～90%。
控制液氧面高度的手段是膨胀机的凸轮和高压节流阀。液氧面小范围波动，可单独用节流阀调节。节流阀关小时，高压上升，膨胀机进气量增加，产冷量增多，液面上升；反之，节流阀开大时液氧面下降。如果液面升降范围较大或需制取部分液氧时，必须节流阀和凸轮配合调节。凸轮开大、相应关小节-1阀，维持高压压力不变，则冷量增加，液氧面上升。
在液空液面过高的情况下，液空节流阀开大时，液氧面上升。液空节流阀关小时，液氧面下降。如果阀被二氧化碳阻塞，液氧面要下降。此时要急剧转动阀杆进行刮霜，必要时适当开大液空节流阀。
随着上塔压力的升高，液氧沸点就会升高，从而使主冷的温差缩小，液氧面将因其蒸发减慢而暂时上升。反之，如上塔压力降低，能导致液氧面下降。

第6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：

上塔底部压力也就是（）的压力。

• A、下塔的压力
• B、换热器的压力
• C、冷凝蒸发器液氧面上
• D、冷凝蒸发器液氧底部

正确答案:C

第9题：

液氮主冷凝蒸发器中，气氮蒸发了液氧，气氮就液化了。（）

正确答案:正确

第10题：

第11题：

第12题：

第13题：

对于双级精馏空分主冷凝蒸发器内，当液氧的液位增高时，下塔压力（）。

• A、降低
• B、不变
• C、升高
• D、无法确定

正确答案:C

第14题：

冷凝蒸发器中为什么气氮能够蒸发液氧？

正确答案: 在冷凝蒸发器中，来自上塔底部的液氧被来自下塔顶部的气氮加热而蒸发，部分作为氧产品而引出，部分作为上升气参与上塔的精馏；气氮则放出热而冷凝成液氮，部分作为回流液参与下塔的精馏，部分节流至上塔顶部参与上塔的精馏。这说明在冷凝蒸发器中，气氮的温度是高于液氧的。
我们知道，在同样的压力下，氮的饱和温度是比氧的饱和温度要低。在标准大气压（0.1013MPA.下，氮的液化（气化）温度为-195.8℃，氧的液化（气化）温度为-183℃。但是，该饱和温度是与压力有关的，随着压力提高而提高。由于下塔顶部的绝对压力在0.58MPa左右，相应的气氮冷凝温度为-177℃；上塔液氧的绝对压力约为0.149MPa，相应的气化温度为-179℃。所以，在冷凝蒸发器中，气氮与液氧约有的2℃的温差。热量是由气氮传给液氧。

第15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16题：

主冷凝蒸发器的温差可按（）求出。

• A、T=273.15+t
• B、t=T-273.15
• C、T_液氧均=（T_液氧面+T_液氧底）÷2
• D、Δt_冷凝=T_氮冷凝-T_液氧均

正确答案:D

第17题：

小型空分设备生产部分液氧时如何操作？

正确答案: 当小型空分设备打算生产部分液氧时，首先要求装置生产更多的制冷量，以便在蒸发器内积聚起更多的液氧。所以，要关小节-1阀，控制T3温度在-155～-160℃，适当关小凸轮，把高压压力控制在设备允许的最高压力。
待液氧面将上升到比生产气氧时更高的高度[-6.1kPa（39cm四氯化碳柱）]时，可以打开液氧排放阀或氧分析阀抽取液氧。同时要适当关小氧气流量，以确保氧气纯度的使用要求。当液氧液面低于4.8kPa（30cm四氯化碳柱）时，应停止排放。待液氧液面升到6.3kPa（39cm四氯化碳柱）时再排放。
当不需要液氧时，应进行降压，以保持液氧液面的稳定，恢复抽取液氧前的工况。

第18题：

小型空分设备液氧液面计管堵塞时应如何操作？

正确答案: 在接管堵塞引起液氧液面计失灵时，可用氖氦吹除阀与堵塞管连通进行反吹，也可用氮气瓶减压至1MPa后进行反吹。在采用反吹无效时，下阀可用液氧分析阀或液氧排放阀接管代用。上阀管堵塞往往是由于气流冲击，使液体进入管中而引起堵塞。因此，采用增加气、液分离器的办法可以避免这种弊病。上阀管堵塞可用气氧分析阀代用，也可以从上塔压力表阀的阀杆上引出来（即拆除阀杆，另用一个接头加蜡棉线接上）。上述方法无效时可凭经验判断。
若液氧液面过满时，少量液滴会进入压力表管内。由于温度升高而又蒸发，体积膨胀，压力升高；没有液体时压力又下降。因此，上塔压力表会抖动，氧气流量计也跳动厉害，严重时会使T3温度迅速下降。这说明液氧因过满而注入热交换器，应适当地降低高压压力。
如果液氧液面过低，中压压力会自动升高，此时必须提高高压压力。若中压还是上升，应打开液空、液氮节流阀，待中压压力稳定到正常值时再关小，直至下塔的纯度符合要求为止。
另外，液氧面的上升或下降还可参考氧、氮纯度。若是氧纯度下降、氮纯度升高则表明液氧面上升，反之，则表明液氧面下降。

第19题：

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？

正确答案:在启动阶段冷凝蒸发器积累液体的时候，通过液空、液氮节流阀是气、液混合物。当开始关小节流阀时，由于原先阀门开度较大，下塔进到上塔的气、液混合物量变化不多，下塔压力没有明显的上升，说明冷凝蒸发器的温差没有增大。这时，冷凝蒸发器和周围绝热层已经冷至积液阶段的低温，由于产冷量多，液化量大，因此，冷凝蒸发器中液体的蒸发量也增大，产生的上升蒸气阻止了筛板小孔的流液，在塔板上逐渐积累起液体，因此液面会下降。另外，由于节流阀关小，返流气体暂时会减少，换热器温度有所升高，也会使中压上升，液面下降。当阀门关至正常工作位置时，中压、低压也不再升高，上、下塔温度不再改变，由于高压压力没有降低，冷量显得过剩，液面就又开始上涨了。因此，必须这时需采取降低高压的办法，来使液面稳定在一定的高度上。

第20题：

冷凝蒸发器在空分设备中起的作用。

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，精馏是在上下两个塔内来实现双级精馏过程，冷凝蒸发器是嫡系上下塔的纽带，它用于上塔底部的回流下来的流体氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。

第21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22题：

第23题：