深圳制氮機液氮節(jié)流閥的作用是將下塔液氮槽內的液氮經(jīng)液氮過冷器送往上塔頂部的節(jié)流閥。正常生產(chǎn)期間,在開度合適的前提下起到控制液空、液氮純度的作用,同時還會影響液空的液面和上塔液氣比的改變,從而影響上塔的氮氣純度和氧氣產(chǎn)量。那么為什么液氮節(jié)流閥能控制液氮和液空純度呢?
因為進入下塔的空氣是呈飽和的氣、液混合狀態(tài),大多數(shù)是蒸氣。蒸氣沿下塔塔板的小孔上升,蒸氣中的氧分子受到塔板上液體的冷凝,成為液氧進入液相;塔板上液體中的氮分子受到氧分子冷凝時放出的冷凝熱而進入氣相。每經(jīng)一塊塔板的傳熱、傳質,使液體中氧分子含量增加,而上升蒸氣中氮分子含量增加。蒸氣經(jīng)下塔的反復的冷凝蒸發(fā),這樣到下塔頂部,蒸氣中的氮分子含量達到設計要求,然后在冷凝蒸發(fā)器內,被液氧冷凝成液氮,絕大部分液體積聚在液氮槽內。如果液氮節(jié)流閥開度過大,送入上塔的液體就多,回流入下塔的液氮量就減少。下塔塔板上回流液過少,就意味著下塔冷量不可能把蒸氣中的氧分子充分地冷凝下來,上升到下塔頂部的蒸氣中含氧量增加,使液氮純度下降。又由于下塔的回流液過少,下塔塔板上的氮分子充分的蒸發(fā),下流液體中氧分子含量增加,因此液空純度提高。另外,下塔送入上塔頂部的液氮中氧分子較多,液氮本身含氧量較高,使上塔氮氣中氧含量增加。因此,液氮純度過低會引起出塔氮氣降低,氧氣產(chǎn)量減少。
關小液氮節(jié)流閥,去上塔的液氮量減少了,液氮槽內溢出、回流入下塔的液氮量增多,整個下塔的冷量增加,上升蒸氣中的氧分子得到充分的冷凝,下塔頂部蒸氣中氧分子含量減少,液氮純度提高。但由于回流液的增多,塔板上液體中的氮分子得不到充分的蒸發(fā),下塔底部的液空純度下降,液空量增加。如果把液氮節(jié)流閥關得過小,液氮純度過高,必然會帶來液空純度過低,液空量過多,進入上塔的液氮量過少。而從上塔精餾工況要求來說,提餾段回流比小一些好,以利氧氣純度的提高;精餾段回流比大一些好,有利于氮純度的提高,若精餾段回流比過小,液氮的純度雖很高,但由于量過少,氣氮純度反會下降,氧氣量減少。
從上述分析來看,液氮節(jié)流閥的開度過大、過小都不利。因此液氮節(jié)流閥的調整要緩慢,有時僅僅只有1°~2°。據(jù)經(jīng)驗,高純度設備(指氣氮純度在99.5%以上),用液氮節(jié)流閥控制液氮純度可與氣氮純度相一致;單高氧氣設備(氣氮純度在94%~96%),用液氮節(jié)流閥控制,液氮純度(含氮)可比氣氮純度低1%~2%。
在正常生產(chǎn)的工況下,液氮節(jié)流閥不需要經(jīng)常變動。當碰到液氮純度自動升高,液空純度自動下降,液空液面自動上漲時,可能是閥頭被干冰所堵,應急劇轉動閥門刮霜后復位。當間斷制氧或臨時停車時,應用液氮節(jié)流閥保持中壓,以縮短重新啟動時間。再次復車啟動時,視液空、液氧液面的高低來決定。當設備準備停車加溫時,停車前應開大液氮節(jié)流閥,將液體送往上塔??辗炙婕訙貢r,液氮節(jié)流閥應全開。
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