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简答题小型空分设备液空节流阀(节一2或节一3阀)的作用原理是什么,如何操作?
  • 液空节流阀在150m3/h空分塔上有两个:液空经乙炔吸附器的节流阀称节-2阀,液空直接进入上塔的节流阀称节-3阀。它们的作用原理相同,使用场合不一。实际上,节-3阀只有在启动时和乙炔吸附器再生时使用,其他时间是关闭的。
    空分塔启动初期,将节-3阀开12~15圈,节-2阀可以不打开。当中压压力高于正常操作压力时,可把节-2阀转2~3圈,但不宜过大,以防气速过大把乙炔吸附器内的硅胶冲碎而堵塞塔板小孔。在下塔开始产生液空后,逐步开大节-2阀12~15转。
    当冷凝蒸发器液氧液面达到418mm(30cm四氯化碳柱)时,应先把节-3阀关闭,然后把节-2阀逐步关小。关阀的速度快慢视中压压力和液氧液面而定。阀门开度大小的标准是保证通过液空节流阀的都是液体,一般控制液空液面在10~15cm水柱(液面高115~170mm)。
    空分塔稳定时用节-2阀来调节液空液面。如发现液空液面自动上升,液氧液面自动下降的现象,可能是节-2阀阀头被干冰堵塞所致,此时应快速来回地转动节-2阀,刮去阀头的结霜,然后恢复到正常的工作位置。
    正常生产时,节-3阀一般处于关闭状态。当乙炔吸附器需要再生时,慢慢打开节-3阀半转,同时相应的关小节-2阀,最后节-2阀全关,用节-3阀来控制液空液面。当乙炔吸附器再生完毕,由节-3阀转为节-2阀工作时,交替应缓慢,不要使液氧液面和液空液面大幅度地波动。
    当空分塔需要临时停车或间断生产时,应把节-2阀关闭,以保存下塔的冷量。再次复车启动时,要视液空、液氧液面的高低来决定节-2阀的开度。如果液面接近于正常范围,可以把开度处在停车前的位置;若已无液面,可按开车启动时的操作进行。
    空分设备停车加温前应把节-2阀缓慢开大,使液空转入上塔。加温时可把节-2阀全开。
    正常生产时液空节流阀的主要作用是控制液空液面。在液空液面基本稳定的情况下,想用节-2阀来调节下塔压力和液空纯度是不可能的。因为液空是从下塔底部抽出,不可能改变下塔的回流比。如果想用关小节-2阀的方法来提高下塔的压力和液空纯度,只能引起液空进入上塔的液体数量的减少,必然会使液空液面上升。如果不及时开大的话,会使下塔塔板淹没,精馏破坏。反之,想用开大节-2阀来降低中压压力,这当然是可行的。但是,这时通过节-2阀的将不全部是液体,而是气液混合物。由于通过节-2阀蒸气量的增加,下塔塔板的上升蒸汽量减少了,相应地下塔中汽、液交换接触的机会减少,其中一部分蒸气就会直接进入上塔,会使下塔精馏工况恶化,同时对上塔精馏也带来困难,这是不允许的。
    因此,液空节流阀只能用于控制液空液面。实际上,保持液空液面稳定就意味着为下塔纯度调节奠定了基础。在液空液面稳定的情况下,液空纯度的调节主要靠液氮节流阀。反之,液空节流阀开得过大,大量蒸汽从下塔转入上塔,下塔精馏工况失常,液氮节流阀的作用也不可能发挥。正常时,不能依靠人为地改变液空、液氮节流阀的开度来控制下塔的压力,这是因为影响下塔压力的因素很多,其主要由冷凝器温差、液氧纯度、液氮纯度、加工空气量多少等因素决定。
    开大液空节流阀,在液空液面下降的同时,会使液氧液面暂时地上升,氧气纯度暂时地降低。关小液空节流阀则反之。
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