‌深冷空分装置在线气体分析系统技术方案‌

‌深冷空分装置在线气体分析系统技术方案‌

‌一、方案背景‌
空分装置是以空气为原料，通过物理分离工艺制取高纯度氧气（O₂）、氮气（N₂）、氩气（Ar）等单组份气体的成套设备。目前工业上主要采用深冷法、变压吸附法（PSA）和膜分离法，其中深冷法是大型空分装置的核心技术。

深冷法通过深度制冷使空气液化，并利用O₂、N₂、Ar的沸点差异，在精馏塔内逐级分离，得到高纯度产品。空分装置能否**、稳定、高效运行，确保O₂、N₂、Ar等气体达到目标纯度，生产过程中必须实时监测关键工艺点的气体成分。

‌二、技术重要性‌
在线气体分析仪器可对生产过程的气体直接进行质量控制监测，是提高产品产量和质量的重要手段，也是空分装置**运行的重要保障。如主冷凝器液O₂中的乙炔和其他碳氢化合物的含量积聚过量会引起爆炸，因此在线分析系统在空分设备仪控系统中占据重要地位。

在线分析仪属于高价值仪表，需合理规划分析点布局和仪器选型，以平衡可靠性与投资成本。

‌三、深冷空分工艺流程‌
‌基本工艺流程：‌

• 空气从空气吸入塔进入工艺系统
• 经过过滤和空气压缩机加压后，进入空气预冷塔
• 用冷却水对空气进行冷却，经冷却后的空气送入纯化系统（MS系统）

‌纯化处理必要性：‌
空气中含有多组分混合气体，除氧、氮和稀有气体外，还含有水蒸气、CO₂、乙炔和其他碳氢化合物，以及灰尘等固体杂质。这些杂质进入空分装置会带来较大危害：

• 水蒸气和CO₂会首先冻结析出，堵塞设备和气体通道
• 乙炔和其他碳氢化合物可能导致爆炸事故发生

‌四、核心系统组成‌
‌4.1 空气压缩机组‌

• 主要功能：压缩空气，将空气加压到0.5~0.62MPa之间
• 控制方式：采用空压机出口压力自动调节控制进口导叶，实行恒压控制

‌4.2 空冷系统‌

• 采用无冷冻机流程
• 利用返流污氮具有吸湿性的特点，实现热质交换
• 水冷却塔及空气冷却塔上段采用填料设计
• 出塔空气温度与上段进塔冷却水温差≤1°C

‌4.3 分子筛系统（纯化系统）‌

• 主要目的：吸附空气中的水蒸气、CO₂、乙炔和其他碳氢化合物

‌4.4 膨胀机系统‌

• 利用气体绝热膨胀时气体温度下降的原理为系统提供冷量

‌4.5 分馏塔系统‌

• 安装在冷箱内，分为上塔和下塔
• 上塔为填料塔，提高精馏性能和运行可靠性
• 氩系统采用全精馏制氩

‌五、关键监测点配置‌
‌5.1 出净化器空气中CO₂分析‌

• 测量量程：CO₂ 0-5/20ppm
• 工艺要求：CO₂含量控制在1ppm以下
• 选型：ADEV 4402-DP

‌5.2 再生污氮中微量水分析‌

• 测量量程：H₂O 0-10/100ppm
• 监测目的：监视蒸汽加热器是否泄漏
• 技术要求：污N₂露点应低于—75℃
• 选型：ADEV 4402-IR
• 
  

‌5.3 产品氮中微量氧分析‌

• 测量量程：O₂ 0-10ppm
• 产品要求：N₂纯度≥99.999%
• 选型：ADEV 4402-O2

‌5.4 粗氩塔2氩中微量氧分析‌

• 测量量程：O₂ 0-10ppm
• 技术要求：O₂ < 5 ppm
• 选型：ADEV 4402-O2

‌5.5 主冷凝器液氧中碳氢化合物分析‌

• 测量参数：乙炔和总碳氢双组份
• **意义：防止碳氢化合物积聚引发爆炸
• 选型：ADEV 4402-TH

‌六、仪表选型原则‌

• 能准确检测各个工艺检测点气体产品的质量
• 能及时输出数据，反映和掌握各工序工况变化状况
• 能正确检测原料气的品质
• 能对纯化后的气体品质达到国家标准要求
• 仪器稳定性、精度等技术参数合格
• 生产厂家具有良好行业经验和熟悉行业工况
• 具备完善的服务体系和及时的技术支持
• 备品备件供应稳定、价格合适
• 具有投产的项目应用业绩案例
• 仪器使用方便，售后维护量小

‌七、核心产品介绍‌
针对深冷空分和制气流程中7、11、12、14工艺点，O₂是重点控制指标，量程范围0-10ppm。意大利ADEV氧含量检测仪专为此设计，用于**测量0-10ppm至0-25%氧浓度的高精度在线氧分析仪。

‌技术特点：‌

• 采用行业前面的电路技术
• 先进的精密电化学传感器设计
• 响应速度快、测量精度高、稳定性好

本方案为深冷空分装置提供完整的气体分析监测解决方案，确保装置安 全稳定运行和产品质量达标。

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