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简答题小型空分设备级、氮排出阀的作用原理是什么？
  • 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。

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