断地向外释放蒸气,如欲获得大量高纯度液氧,则需要相应地补充液体;而部分冷凝则是连续地放出冷凝 液,如欲获得大量高纯度气氮,则需要相应地补充气体。如果将部分冷凝和部分蒸发结合起来,则可相互 补充,并同时获得高纯度的氧和氮。 63n 1D%C2 14%02 图49液空多次蒸发和冷凝示意 图410筛扳塔示意图 连续多次的部分蒸发和部分冷凝称为精馏过程。每经过一次部 分冷凝和部分蒸发,气体中氮浓度就增加,液体中氧浓度也增加。这样经过多次便可将空气中氧和氮分开。 下面举例来说明:如图49所示,有三个容器II,Ⅲ其压力均为98.kPa在容器I内盛有含氧20.9% 的液空,容器Ⅱ和Ⅲ分别盛有含氧30%及40%的富氧液空。将空气冷却到冷凝温度(82K)并通入容器 II的液体中。由于空气的温度比含氧40%的液体的饱和温度(80.5K)高,所以空气穿过液体时得到冷却, 就发生部分冷凝;而液体被加热,就发生部分蒸发。当气液温度达到相等时,与液体相平衡的蒸气中含氧 只有14%O2。将此蒸气引到容器Ⅱ,由于30%O2富氧液空的饱和温度(79.6K)比容器ⅢI中的温度低, 所以从容器I引出的蒸气(80.5K)又继续冷凝,同时使容器I中的液体蒸发。当蒸气与30%O2的液体 达到平衡状态时蒸气浓度又继续冷凝,同时使容器Ⅱ中的液体蒸发。当蒸气与30%O2的液体达到平衡状 态时蒸气浓度就变成9%O2将此燕气由容器Ⅱ再引入容器I,再进行一次部分蒸发和部分冷凝过程,则 蒸气中氮又增加,含氧仅6.3%02在上述过程中,在气相中氧浓度减少的同时,液体中氧则增加。这样 多次进行下去,最后可获得足够数量的高纯度气氮和液氧。这就是利用精馏过程分高空气的实质 图49所示流程示意图,仅仅说明精馏过程的基本概念,实际情况要复杂些。为了使精馏过程进行得 较完善,即为了使气、液接触后接近平衡状态,就要增大气、液接触面积和精加按触时间。为此,在空分 装量中是通过专门设备精馏塔来实现空气的精馏过程。 空气的精馏过程是在精馏塔中进行。目前我国制氧机中所用精馏塔主要是筛板塔。如图410所示, 在宜立圆柱形筒内装有水平放置的筛孔板,温度较低的液体由上块塔板经溢流管流下来,温度较高的蒸气 由塔板下方通过小孔向上流动,与筛孔板上液体相遇,进行热质交换,也就是进行部分蒸发和部分冷凝过断地向外释放蒸气，如欲获得大量高纯度液氧，则需要相应地补充液体；而部分冷凝则是连续地放出冷凝 液，如欲获得大量高纯度气氮，则需要相应地补充气体。如果将部分冷凝和部分蒸发结合起来，则可相互 补充，并同时获得高纯度的氧和氮。 连续多次的部分蒸发和部分冷凝称为精馏过程。每经过一次部 分冷凝和部分蒸发，气体中氮浓度就增加，液体中氧浓度也增加。这样经过多次便可将空气中氧和氮分开。 下面举例来说明：如图 4.9 所示，有三个容器 I，II，III，其压力均为 98.1kPa。在容器 I 内盛有含氧 20.9% 的液空，容器 II 和 III 分别盛有含氧 30%及 40%的富氧液空。将空气冷却到冷凝温度（82K）并通入容器 III 的液体中。由于空气的温度比含氧 40%的液体的饱和温度（80.5K）高，所以空气穿过液体时得到冷却， 就发生部分冷凝；而液体被加热，就发生部分蒸发。当气液温度达到相等时，与液体相平衡的蒸气中含氧 只有 14%O2。将此蒸气引到容器 II，由于 30%O2富氧液空的饱和温度（79.6K）比容器 III 中的温度低， 所以从容器 III 引出的蒸气（80.5K）又继续冷凝，同时使容器 II 中的液体蒸发。当蒸气与 30%O2的液体 达到平衡状态时蒸气浓度又继续冷凝，同时使容器 II 中的液体蒸发。当蒸气与 30%O2的液体达到平衡状 态时蒸气浓度就变成 9%O2。将此蒸气由容器 II 再引入容器 I，再进行一次部分蒸发和部分冷凝过程，则 蒸气中氮又增加，含氧仅 6.3%O2。在上述过程中，在气相中氧浓度减少的同时，液体中氧则增加。这样 多次进行下去，最后可获得足够数量的高纯度气氮和液氧。这就是利用精馏过程分离空气的实质。 图 4.9 所示流程示意图，仅仅说明精馏过程的基本概念，实际情况要复杂些。为了使精馏过程进行得 较完善，即为了使气、液接触后接近平衡状态，就要增大气、液接触面积和精加接触时间。为此，在空分 装置中是通过专门设备精馏塔来实现空气的精馏过程。 空气的精馏过程是在精馏塔中进行。目前我国制氧机中所用精馏塔主要是筛板塔。如图 4.10 所示， 在直立圆柱形筒内装有水平放置的筛孔板，温度较低的液体由上块塔板经溢流管流下来，温度较高的蒸气 由塔板下方通过小孔向上流动，与筛孔板上液体相遇，进行热质交换，也就是进行部分蒸发和部分冷凝过 图 4.9 液空多次蒸发和冷凝示意 图 图 4.10 筛扳塔示意图