【摘要】在我國，工業(yè)生產(chǎn)過程中的很多流程和環(huán)節(jié)都離不開空氣分離設(shè)備，它的使用和發(fā)展與我國工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。因此，對于空氣分離設(shè)備進(jìn)行發(fā)展趨勢的分析和研究，對于預(yù)測空氣分離領(lǐng)域的未來動態(tài)，甚至是整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向都有非常重要的意義。本文對目前空氣分離設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述和分析，并且探討了空氣分離領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代化 空氣分離 設(shè)備 發(fā)展趨勢
空氣分離設(shè)備是根據(jù)各種氣體沸點的不同將其分離開來的，它采用的是深度冷凍的方式，主要針對空氣中的氧氣、氮氣以及多種稀有氣體。近年來，世界各國都對空氣分離技術(shù)進(jìn)行了深入的探討與研究，取得了突破性進(jìn)展，基于內(nèi)壓縮工藝以及節(jié)能環(huán)保的空氣分離技術(shù)已經(jīng)投入使用。并且，預(yù)冷技術(shù)也取得了很大進(jìn)步，膨脹設(shè)備和分子篩選系統(tǒng)也進(jìn)行了很大的改進(jìn)。
1 空氣分離簡介
空分技術(shù)領(lǐng)域一般分為化工型以及冶金型兩種。化工型也稱作內(nèi)壓縮過程，一般是指將主冷凝器里的液態(tài)氧的壓力利用低溫液體泵壓縮到可利用的壓力（6.5-9.5MPa），然后再運(yùn)送出冷箱，這個空分過程稱為化工型；冶金型就是指將氧氣的壓力通過氧壓機(jī)進(jìn)行壓縮，一般是將出冷箱時的壓力從13MPa降到3.0MPa左右，這一空分過程稱為冶金型。
近年來，我國的逐步進(jìn)入了工業(yè)化大發(fā)展階段，空氣分離領(lǐng)域也進(jìn)行了大型空氣分離設(shè)備的研究和開發(fā)，充分使用該領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并且建立大規(guī)模的空氣分離制造產(chǎn)業(yè)。目前該領(lǐng)域內(nèi)最為先進(jìn)的分離技術(shù)包括內(nèi)壓縮工藝、無氫制氬以及規(guī)整填料等均被利用到我國的空氣分離設(shè)備的開發(fā)制造中。我國的空氣分離產(chǎn)業(yè)還實現(xiàn)了大型化、自動化、耐用性高、適用性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢[1]。近年來，一種新型的氣體分離方法-非低溫氣體分離方法發(fā)展迅速，因此而產(chǎn)生的基于膜分離技術(shù)和變壓吸附技術(shù)的空氣分離設(shè)備也備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。這些技術(shù)不但可以分離傳統(tǒng)的氮氣和氧氣，還能夠進(jìn)行氫氣、碳氧化合物等氣體的分離和回收。同時，提純稀有氣體和高純度氣體的相關(guān)技術(shù)也得到了很大的運(yùn)用和發(fā)展。空氣分離設(shè)備的制備技術(shù)和應(yīng)用范圍越來越廣泛，為我國的科研和電工領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另外，國內(nèi)很多空氣分離設(shè)備的制造廠家逐步擺脫了單純制造設(shè)備的傳統(tǒng)經(jīng)營模式，開始基于自身技術(shù)開展氣體生產(chǎn)。
但是，我國空氣分離領(lǐng)域仍存在著很多不可忽視的問題。首先，在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的今天，民族傳統(tǒng)工業(yè)受到了很大沖擊，在氣體的應(yīng)用方面存在了很大的缺陷；其次，行業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)家具企業(yè)之間的不當(dāng)競爭嚴(yán)重阻礙了家具企業(yè)規(guī)模的發(fā)展和壯大，家具企業(yè)缺乏長遠(yuǎn)的規(guī)劃也限制了空氣分離行業(yè)的不斷進(jìn)步；再次，家具企業(yè)對于高新技術(shù)的應(yīng)用不充分，技術(shù)開發(fā)能力不足，家具企業(yè)的規(guī)模較小等，這些都嚴(yán)重限制了我國空氣分離行業(yè)的快速發(fā)展。
2 空氣分離領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
2.1 設(shè)備需求
隨著我國化工產(chǎn)業(yè)和金屬制造產(chǎn)業(yè)等的快速發(fā)展，對空氣分離設(shè)備的制造工藝提出了更大的挑戰(zhàn)，大型空氣分離設(shè)備的需求量也不斷增加。在我國的工業(yè)生產(chǎn)狀況下，化工領(lǐng)域通常使用的是五萬等級以上的空氣分離設(shè)備。根據(jù)近年來行業(yè)發(fā)展的趨勢不難看出，空氣分離領(lǐng)域的發(fā)展勢頭非常的驚人，但是具有突破性的技術(shù)很多都是引進(jìn)國外的，或者是國內(nèi)外合作發(fā)展的。在國外，例如美國空氣制品家具公司、林德家具公司等都是用的是9萬等級以上的空氣分離設(shè)備，并且已經(jīng)成功開發(fā)出高于11萬等級的設(shè)備。相比來說，我國對于空氣分離設(shè)備的需求大部分集中在7-8萬等級的設(shè)備上，因此，國內(nèi)的生產(chǎn)目標(biāo)應(yīng)設(shè)置在7-8萬等級以滿足工業(yè)生產(chǎn)對空氣分離設(shè)備的需求。
2.2 技術(shù)發(fā)展[2]
2.2.1內(nèi)壓縮技術(shù)
根據(jù)多年的研究探究發(fā)現(xiàn)，氬氣的總的采收率和進(jìn)上塔的空氣量有密切的關(guān)系。內(nèi)壓縮工藝就是將部分液氧利用泵體注入到管網(wǎng)，復(fù)熱過后送入冷箱，這樣更多的空氣被送入了分離塔，從而獲得氫的量增加。內(nèi)壓縮技術(shù)在寶鋼的72000Nm3/h的空氣分離設(shè)備中已經(jīng)投入使用。
2.2.2充液技術(shù)
充液啟動設(shè)備通過向塔內(nèi)沖入液氮和液氧來提高空氣分離設(shè)備的積液以及冷卻速度從而在短時間內(nèi)實現(xiàn)設(shè)備啟動。它工作于設(shè)備的啟動初期，并且需要上下塔達(dá)到合適的冷卻溫度。充液啟動技術(shù)可以使設(shè)備在原來一般的啟動時間內(nèi)啟動運(yùn)行，實用價值重大。
2.2.3冷水機(jī)組設(shè)置
冷氣機(jī)組的設(shè)置數(shù)量應(yīng)符合于氮氣產(chǎn)品的需求量，對于需求量小的生產(chǎn)家具企業(yè)可以適當(dāng)?shù)臏p少設(shè)置的冷水機(jī)組的數(shù)量。減少機(jī)組數(shù)量，可以降低生產(chǎn)設(shè)備的投入資本和空間人力等的使用資本，同時可以減少設(shè)備的維護(hù)和使用資本。冷水機(jī)組的減少要在適當(dāng)?shù)脑谏a(chǎn)量、可靠的水冷塔設(shè)備以及穩(wěn)定的純化器基礎(chǔ)之上，并且保障氮氣流量相同的情況下能夠滿足生產(chǎn)需求，盡可能降低水溫和進(jìn)入純化器中的氣體的溫度。
2.2.4自動變負(fù)荷工藝
在金屬制造領(lǐng)域，由于轉(zhuǎn)爐吹煉過程是一個非連續(xù)性的過程，所以需要的氧含量是不同的，這樣就會導(dǎo)致部分氧氣浪費。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的金屬制造業(yè)有百分之四到百分之十五的氧損失量。自動變負(fù)荷技術(shù)就是根據(jù)這一現(xiàn)狀提出的，它可以調(diào)節(jié)氧氣的量，并且轉(zhuǎn)變時間極短，還能夠保障產(chǎn)品的純度。自動變負(fù)荷技術(shù)是基于壓縮機(jī)的排氣量減少來實現(xiàn)的。空氣壓縮機(jī)的排氣量減少就可以使軸功率降低，從而達(dá)到節(jié)能減耗的目的。自動變負(fù)荷技術(shù)的使用可以減少空氣分離設(shè)備的耗電量，從而降低生產(chǎn)成本，一方面提高了經(jīng)濟(jì)效益，另一方面響應(yīng)了節(jié)能環(huán)保。
3 小結(jié)
空氣分離設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、電工以及冶金產(chǎn)業(yè)，對我國的工業(yè)化生產(chǎn)舉足輕重。對于空氣分離行業(yè)來說，既要滿足國內(nèi)的市場需求，又要借鑒國外的發(fā)展成果，提高技術(shù)的自主研發(fā)，為我國空氣分離行業(yè)的迅速發(fā)展提供良好的技術(shù)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1] 氣體分離設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].通用機(jī)械，2010（1）：15
[2] 顧福民.國內(nèi)外空分發(fā)展現(xiàn)狀與展望（上）[J].低溫與特氣，2010：23（3）：11-17
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代化 空氣分離 設(shè)備 發(fā)展趨勢
空氣分離設(shè)備是根據(jù)各種氣體沸點的不同將其分離開來的，它采用的是深度冷凍的方式，主要針對空氣中的氧氣、氮氣以及多種稀有氣體。近年來，世界各國都對空氣分離技術(shù)進(jìn)行了深入的探討與研究，取得了突破性進(jìn)展，基于內(nèi)壓縮工藝以及節(jié)能環(huán)保的空氣分離技術(shù)已經(jīng)投入使用。并且，預(yù)冷技術(shù)也取得了很大進(jìn)步，膨脹設(shè)備和分子篩選系統(tǒng)也進(jìn)行了很大的改進(jìn)。
1 空氣分離簡介
空分技術(shù)領(lǐng)域一般分為化工型以及冶金型兩種。化工型也稱作內(nèi)壓縮過程，一般是指將主冷凝器里的液態(tài)氧的壓力利用低溫液體泵壓縮到可利用的壓力（6.5-9.5MPa），然后再運(yùn)送出冷箱，這個空分過程稱為化工型；冶金型就是指將氧氣的壓力通過氧壓機(jī)進(jìn)行壓縮，一般是將出冷箱時的壓力從13MPa降到3.0MPa左右，這一空分過程稱為冶金型。
近年來，我國的逐步進(jìn)入了工業(yè)化大發(fā)展階段，空氣分離領(lǐng)域也進(jìn)行了大型空氣分離設(shè)備的研究和開發(fā)，充分使用該領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并且建立大規(guī)模的空氣分離制造產(chǎn)業(yè)。目前該領(lǐng)域內(nèi)最為先進(jìn)的分離技術(shù)包括內(nèi)壓縮工藝、無氫制氬以及規(guī)整填料等均被利用到我國的空氣分離設(shè)備的開發(fā)制造中。我國的空氣分離產(chǎn)業(yè)還實現(xiàn)了大型化、自動化、耐用性高、適用性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢[1]。近年來，一種新型的氣體分離方法-非低溫氣體分離方法發(fā)展迅速，因此而產(chǎn)生的基于膜分離技術(shù)和變壓吸附技術(shù)的空氣分離設(shè)備也備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。這些技術(shù)不但可以分離傳統(tǒng)的氮氣和氧氣，還能夠進(jìn)行氫氣、碳氧化合物等氣體的分離和回收。同時，提純稀有氣體和高純度氣體的相關(guān)技術(shù)也得到了很大的運(yùn)用和發(fā)展。空氣分離設(shè)備的制備技術(shù)和應(yīng)用范圍越來越廣泛，為我國的科研和電工領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另外，國內(nèi)很多空氣分離設(shè)備的制造廠家逐步擺脫了單純制造設(shè)備的傳統(tǒng)經(jīng)營模式，開始基于自身技術(shù)開展氣體生產(chǎn)。
但是，我國空氣分離領(lǐng)域仍存在著很多不可忽視的問題。首先，在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的今天，民族傳統(tǒng)工業(yè)受到了很大沖擊，在氣體的應(yīng)用方面存在了很大的缺陷；其次，行業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)家具企業(yè)之間的不當(dāng)競爭嚴(yán)重阻礙了家具企業(yè)規(guī)模的發(fā)展和壯大，家具企業(yè)缺乏長遠(yuǎn)的規(guī)劃也限制了空氣分離行業(yè)的不斷進(jìn)步；再次，家具企業(yè)對于高新技術(shù)的應(yīng)用不充分，技術(shù)開發(fā)能力不足，家具企業(yè)的規(guī)模較小等，這些都嚴(yán)重限制了我國空氣分離行業(yè)的快速發(fā)展。
2 空氣分離領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
2.1 設(shè)備需求
隨著我國化工產(chǎn)業(yè)和金屬制造產(chǎn)業(yè)等的快速發(fā)展，對空氣分離設(shè)備的制造工藝提出了更大的挑戰(zhàn)，大型空氣分離設(shè)備的需求量也不斷增加。在我國的工業(yè)生產(chǎn)狀況下，化工領(lǐng)域通常使用的是五萬等級以上的空氣分離設(shè)備。根據(jù)近年來行業(yè)發(fā)展的趨勢不難看出，空氣分離領(lǐng)域的發(fā)展勢頭非常的驚人，但是具有突破性的技術(shù)很多都是引進(jìn)國外的，或者是國內(nèi)外合作發(fā)展的。在國外，例如美國空氣制品家具公司、林德家具公司等都是用的是9萬等級以上的空氣分離設(shè)備，并且已經(jīng)成功開發(fā)出高于11萬等級的設(shè)備。相比來說，我國對于空氣分離設(shè)備的需求大部分集中在7-8萬等級的設(shè)備上，因此，國內(nèi)的生產(chǎn)目標(biāo)應(yīng)設(shè)置在7-8萬等級以滿足工業(yè)生產(chǎn)對空氣分離設(shè)備的需求。
2.2 技術(shù)發(fā)展[2]
2.2.1內(nèi)壓縮技術(shù)
根據(jù)多年的研究探究發(fā)現(xiàn)，氬氣的總的采收率和進(jìn)上塔的空氣量有密切的關(guān)系。內(nèi)壓縮工藝就是將部分液氧利用泵體注入到管網(wǎng)，復(fù)熱過后送入冷箱，這樣更多的空氣被送入了分離塔，從而獲得氫的量增加。內(nèi)壓縮技術(shù)在寶鋼的72000Nm3/h的空氣分離設(shè)備中已經(jīng)投入使用。
2.2.2充液技術(shù)
充液啟動設(shè)備通過向塔內(nèi)沖入液氮和液氧來提高空氣分離設(shè)備的積液以及冷卻速度從而在短時間內(nèi)實現(xiàn)設(shè)備啟動。它工作于設(shè)備的啟動初期，并且需要上下塔達(dá)到合適的冷卻溫度。充液啟動技術(shù)可以使設(shè)備在原來一般的啟動時間內(nèi)啟動運(yùn)行，實用價值重大。
2.2.3冷水機(jī)組設(shè)置
冷氣機(jī)組的設(shè)置數(shù)量應(yīng)符合于氮氣產(chǎn)品的需求量，對于需求量小的生產(chǎn)家具企業(yè)可以適當(dāng)?shù)臏p少設(shè)置的冷水機(jī)組的數(shù)量。減少機(jī)組數(shù)量，可以降低生產(chǎn)設(shè)備的投入資本和空間人力等的使用資本，同時可以減少設(shè)備的維護(hù)和使用資本。冷水機(jī)組的減少要在適當(dāng)?shù)脑谏a(chǎn)量、可靠的水冷塔設(shè)備以及穩(wěn)定的純化器基礎(chǔ)之上，并且保障氮氣流量相同的情況下能夠滿足生產(chǎn)需求，盡可能降低水溫和進(jìn)入純化器中的氣體的溫度。
2.2.4自動變負(fù)荷工藝
在金屬制造領(lǐng)域，由于轉(zhuǎn)爐吹煉過程是一個非連續(xù)性的過程，所以需要的氧含量是不同的，這樣就會導(dǎo)致部分氧氣浪費。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的金屬制造業(yè)有百分之四到百分之十五的氧損失量。自動變負(fù)荷技術(shù)就是根據(jù)這一現(xiàn)狀提出的，它可以調(diào)節(jié)氧氣的量，并且轉(zhuǎn)變時間極短，還能夠保障產(chǎn)品的純度。自動變負(fù)荷技術(shù)是基于壓縮機(jī)的排氣量減少來實現(xiàn)的。空氣壓縮機(jī)的排氣量減少就可以使軸功率降低，從而達(dá)到節(jié)能減耗的目的。自動變負(fù)荷技術(shù)的使用可以減少空氣分離設(shè)備的耗電量，從而降低生產(chǎn)成本，一方面提高了經(jīng)濟(jì)效益，另一方面響應(yīng)了節(jié)能環(huán)保。
3 小結(jié)
空氣分離設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、電工以及冶金產(chǎn)業(yè)，對我國的工業(yè)化生產(chǎn)舉足輕重。對于空氣分離行業(yè)來說，既要滿足國內(nèi)的市場需求，又要借鑒國外的發(fā)展成果，提高技術(shù)的自主研發(fā)，為我國空氣分離行業(yè)的迅速發(fā)展提供良好的技術(shù)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1] 氣體分離設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].通用機(jī)械，2010（1）：15
[2] 顧福民.國內(nèi)外空分發(fā)展現(xiàn)狀與展望（上）[J].低溫與特氣，2010：23（3）：11-17
