制氧工考试
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相似问题和答案
第1题：
小型空分设备大都采用中压膨胀循环，压力要求为（）MPa。
- A、0.35～1
- B、1.35～2.5
- C、8.5～20
- D、20
正确答案:B
第2题：
空分设备下塔液空过冷后温度为-174℃，下列正确的分析为（）。
- A、下塔液空纯度偏高
- B、下塔液空纯度偏低
- C、下塔液空节流阀开度偏大
- D、下塔液空节流阀开度偏小
正确答案:C
第3题：
为什么带氩塔的空分设备要求工况特别稳定，氩馏分发生变化时如何调整？
正确答案: 氩在上塔的分布并不是固定不变的。当氧、氮纯度发生变化时，即工况稍有变动，氩在塔内的分布也相应地发生变化。但氩馏分抽口的位置是固定不变的，因此，氩馏分抽口的组分也将发生变化。经验证明，氧气纯度变化0.1%，氩馏分中含氧量就要变化0.8%～1%。氩馏分中含氩量是随氧纯度提高而降低的。氩馏分组分的改变就直接影响进入粗氩塔的氩馏分量。在粗氩塔冷凝器冷凝量一定的情况下，氩馏分中含氧越高，进入粗氩塔的氩馏分量就越多。反之就少。同时，上塔的液气比也随之变化。这样，粗氩塔的工况就不稳定，甚至不能工作。其具体影响如下：
如果氩馏分含氧过高，将导致粗氩产品含氧量增高，产量降低，氩的提取率降低。同时也可能引起除氧炉温度过高。
如果氩馏分含氮量高，使粗氩塔冷凝器中温差减小，甚至降为零。这样，粗氩气冷凝量减少或者不冷凝，使粗氮塔无法正常工作。这将使氩馏分抽出量减少，上升气流速度降低，造成塔板漏液。并且，随着氩馏分抽出量减少，上塔回流比也相应减少，氧纯度提高，使得氩馏分中含氮量也相应减少。于是，冷凝蒸发器温差又会扩大，馏分抽出量将自动增大，氩馏分中的含氮量又随之增大。这样反复变化，使粗氩塔无法正常工作。因此，只有在空分设备工况特别稳定，氧、氮纯度都合乎要求时才能将粗氩塔投入工作。
当氩馏分不符合要求，含氮量过大时，可关小送氧阀，开大排氮阀。这时，提馏段的富氩区上升，氩馏分中含氮下降；同时含氧量增加，含氩量也有所下降。当馏分中含氩量过低时，关小液氮调节阀，提高排氮纯度，可提高馏分中的含氩量。在操作时，应特别注意液氧面的升降。氧、氮产量的调节，空气量的调整都要缓慢进行，并要及时、恰当，力求液氧液面的稳定。
第4题：
小型空分设备级、氮排出阀的作用原理是什么？
正确答案: 氧、氮排出阀是控制氧气、氮气的纯度和低压压力用的。当氧气纯度低于使用要求时，就应该把氧气排出阀关小，使氧气流量减少数格；同时开大氮气排出阀，把氮气流量开大数格，以保持低压压力。反之，氧气纯度过高而氮气纯度低于使用要求时，用“关氮开氧”的方法来提高氮气纯度。氧气与氮气纯度提高的方法是相反的，它们之间互相制约，但也是矛盾的统一，所以在调整时要缓慢。每次调整范围在流量计指示读数的1格左右，同时要注意滞后作用，要有预见性，一定要两面兼顾。
低压压力关系到上塔精馏工况的稳定。单纯从精馏的角度来说，上塔的压力越低越有利，但必须顾及到纯化器的再生需要，所以一般控制在0.05MPa（表压）左右。需要提高低压压力时，把氧、氮排出阀同时关小几格流量；反之，需要降低压力时可以同时开大几格流量，以保证氧、氮纯度稳定。
氧、氮排出阀的操作原理是：分馏塔内空气精馏过程必须具有一定的上升蒸气量和一定比例的回流液才能实现。冷凝蒸发器为上塔提供上升蒸气量，并从中抽出小部分作为氧气产品。当氧气排出阀关小或氮气出口阀开大时，抽出的氧气量减少，上塔上升的蒸气量增多，蒸气中的氧分子在塔板液层中冷凝量就增加。相应产生的冷凝热也增加，液层中的氮分子得到充分的蒸发，上塔塔板液相中氧分子相应增加，流入冷凝蒸发器中的液氧纯度就提高。同时在塔板上液相氮分子蒸发过程中，被带走的氧分子也相应地增加，出塔氮气中的氧含量也增加。
因此“关氧开氮”的结果是提高了氧气纯度，降低了氮气纯度，减少了氧气产量。反之，“开氧关氮”时（若不抽馏分工况下或馏分抽取量不变时），氮气抽取量的减少，必然增加了氧气抽出量。上塔上升的蒸气量就会减少，相对的回流比增大，蒸气中的氧分子在液相中总的冷凝量减少，相对地放出冷凝热也减少，液相中氮分子就不可能充分地蒸发。因此“开氧关氮”的结果，使出塔氮气纯度提高，氧气纯度下降，氧气产量增加。
第5题：
小型空分设备分馏塔加温时，为什么要对低压压力进行控制？
正确答案: 分馏塔加温时控制低压的目的是加快分馏塔的加温速度。如果低压压力不加控制，加温气体很快从阻力较小的氧气、氮气排出管中排出，阻力较大的小管道（如分析阀、液面计阀等）和膨胀机部位的加热气量很小，易造成有的管道温度过高，而有的管路加温不彻底。因此一开始加温时要关小氧气、氮气放空阀，限制排放量，使低压压力提高，以增加阻力大的管路的气量，使加温彻底、速度加快。
在分馏塔加温的同时，往往分子筛纯化器也需加温。若低压压力过低，就会影响纯化器的再生。但是压力也不能超过正常工作压力，以保证安全。
第6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7题：
小型空分设备加温时为什么要控制高压空气压力，控制在多少为宜？
正确答案: 由于进入纯化器的气体为饱和空气，所以小型空分设备在加温时要控制高压空气压力的目的在于：
1）减少加温气体带入纯化器（或干燥器）的水分；
2）保证纯化器（或干燥器）的使用周期；
3）延长吸附剂的使用寿命。
当温度一定时，饱和空气中的水蒸气分压力（即该温度下的水蒸气饱和压力）为定值，与饱和空气的总压力无关。也就是说，无论饱和空气的总压力多大，在相同体积的饱和空气中，水蒸气的质量含量是一样的。所以，相同质量的饱和空气的总压力控制得越高，总体积便越小，饱和空气中所包含的水分（质量）便越少。例如，在空压机的加工空气量和压缩后的温度一定时，如果加工空气分别被压缩到1MPa（表压）和2MPa（表压），由于前者的绝对压力几乎是后者的一半，即所占体积要几乎大一倍，所含水分的质量便也相差近一倍。
一般纯化器的设计参数是：工作压力为2MPa（表压），工作温度为30℃，切换时间为8h。若分馏塔在加温时对高压空气的压力不加控制，工作压力很可能低于1MPa（表压），纯化器工作温度虽仍为30℃，但每小时带入纯化器的水分比设计值将成倍地增加。此时，如果为了保持加温气体出纯化器后的干燥度，就要每4h切换一次，但这样切换后的再生时间却来不及；如果不及时切换，使用时间便要超过4h，加温气体出纯化器后的水分含量便会增加，从而影响分馏塔的加温效果。因此，为了减少加温气体带入纯化器（或干燥器）的水分，以保证纯化器（或干燥器）的使用周期，纯化器加温时的压力应控制为正常的工作压力（2MPa）。
另外，气体在纯化器内的流动速度也和压力成反比。如果纯化器加温时的压力控制得低于1MPa（表压），则速度要比2MPa大一倍。而气流速度的大幅增大，还容易使吸附剂变成粉末。因此，纯化器加温时的压力控制为正常的工作压力（2MPa），有利于延长吸附剂的使用寿命。
但是，应注意对加温入口阀的控制，使进入加热炉的压力不高于0.5MPa，上塔压力不高于正常的工作压力。
第8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9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10题：
小型空分设备分馏塔加温吹除中应注意哪些问题？
正确答案: 1）空压机应同正常运转一样供给冷却水，不允许采用关小冷却水来提高加温气体的温度，并要及时吹除油水分离器；
2）纯化器要及时切换、再生，并为启动做好准备；
3）加温中要注意检查所有液面计、压力表、接头和分析阀是否通气；
4）加热炉中的加热水要及时补充；
5）吹除时要注意各部位压力不得大于工作压力。在高压、中压吹除过程中，身体不准对准气体排出口。检查气体中有无杂质时应戴上手套。要注意气量大小及声音是否正常。带有乙炔吸附器的设备，在吹除中压时要特别注意通过乙炔吸附器的气量不能太大。故在拉出节-2阀阀杆时，必须先拉出节-3、节-4阀阀杆，不能只单独拉出节-2阀阀杆进行吹除。