立方米的空气分离设备，为我国气体设备的大型化开创了先河。另据不 完全统计，冶金行业仅立方米以上的空气设备就有近百套。先进技 术不断推广应用，如规整填料上塔技术分子筛变压吸附前端净化空气技 术氧气产量负荷跟踪调节技术等的应用，无氢制氩设备的设计制造，变 压吸附与膜分离技术非低温气体分离技术的广泛推广。 冶金企业是气体行业最大的用户，也是最大的生产企业。每个钢厂都 有自己的氧气厂，生产氧气用于炼钢。以往生产氧气的同时，产生的氮气 全部放空，现在作为钢铁企业动力部分的气体厂开始意识到这个问题，有 的已经开始转变机制，走向市场，如上海第三钢铁公司与梅塞尔合资成立 的三钢梅塞尔。太原钢铁公司与英国气体公司合资成立了太钢， 湘潭钢铁公司与梅塞尔合资成立了湘钢梅塞尔。如果众多钢铁企业的气体 厂能都进入市场，不仅可以节约大量气体资源，而且能创造出非常可观的 经济效益。 建国以来，我国气体行业取得了令人瞩目的成绩，据统计，我国气体 工业年增长率达，年全国气体产品市场销售额达到约亿元。 但我国气体行业也存在系列严重问题，如缺乏行业宏观调控，重复建设 严重，综合利用不足能源浪费较大，生产方式落后及布局不合理等问题。 为了解决这些问题，今后我国气体工业将向专业化社会化集约化液 态化管道化综合化方向发展。 气体工业是朝阳产业，有着非常广阔的前景。气体的应用技术在发达 国家已经达到相当高的水平，但在我国还处起步阶段。许多气体有很大 的利用价值，能够产生很高的经济效益和社会效益。如天津梅塞尔凯德气体系统有限公司与石油科学院合作，成功地将膜分离制氮设备生产的氮气 用于油田的二三次采油，取得巨大经济效益。还有推广富氧或纯氧燃烧技 术，既节约能源，又能减少二氧化氮二氧化硫二氧化碳的排放量，改 善生态环境氧和臭氧在污水处理方面有十分广泛的应用在农业中推广 气肥，将使二氧化碳工业得到空前发展以燃料电池方式发电，在世纪 将会成为继火电水电核电以后的第四种供电方式，所用原料就是氢气 和氧气，输出电能后的反应物是纯水，不会影响生态环境。可见，经济的 发展离不开气体，人们的生活也越来越需要气体。合理高效和广泛地发 挥气体的作用，将对国民经济和人民生活质量的提高具有重要意义。要实 现这目的，要使中国气体工业进步发展，就必须大力推广气体的应用 技术。 目前，国际气体工业仍然成上升趋势。年全球工业气体销售额达 到亿美元。主要跨国公司家占，达到亿美元。 年销售额大约亿美元。我国改革开放以后，特别是近些年来，许多外 国气体公司看好中国气体市场，来中国发展，其中包括德国梅塞尔 普莱克斯和法液空等世界跨国气体公司纷纷在中国投资建厂。到年， 外商投资总额达到近亿美元，市场份额达到左右。这既给中国气体 工业带来压力，也给中国气体工业带来活力以及先进的生产技术和应用技 术，促进了中国气体市场的繁荣。 黑龙江省气体市场发展现状和需求分析 黑龙江省的经济发展在全国来讲尚属落后地区，些知名的国际气体 公司还尚未染足，导致气体产品供不应求的矛盾十分突出。特别是近年来随着产业政策的调整，工业强省的宏观战略目标已经确立，未来几年内 工业经济将有大幅增长，在这样的背景下，势必为气体行业提供无限商机。 据不完全统计，年全省仅氧气的需求量就为万立方米年，而且每 年以以上的速度递增液氮除工业应用外，各大药厂均大量消耗，仅 哈药集团制药三厂每年的用量就达万立方米，完全从省外购进液氩主 要应用于工业氩弧焊接，市场需求日益增加。 目前，黑龙江省营业性质的气体公司只有哈尔滨市黎明水气公司与依 兰达连河水气公司两家，生产能力为立方米小时气体非专营性质供 本单位使用，有余时外卖的有齐齐哈尔的黑化大庆石化水气公司，生 产能力立方米小时气体。以上气体供应厂家只能满足我省三分之 的需求，其它大部分需从省外购进，供货渠道主要有辽宁的鞍钢河北和 天津带国际气体公司，由于路途较远，运输成本大增，造成了产品价格 的急剧上涨或断液情况，严重影响了正常的工业生产活动。以液氧为例， 每年进入六月份以后，液氧供应开始中断，由于远途运输费用的增加，导 致价格从平日的元立方米猛涨至元立方米，极大地损害了用户 的利益，制约了相关产业的发展。因此，在我省绥化市建设液态气体项目 的市场前景十分看好，能创造很大的经济效益和社会效益。 第三章产品方案及生产规模 产品方案确定原则 符合国家产业政策和行业发展规划 产品的市场前景分析和预测及产品质量售价在市场上的竞争力。 企业本身的投资力量管理水平科研实力资金筹措等综合能力 充分考虑项目收益的合理性，全面考虑项目的功能性盈利性现实 性等，装置生产规模的选择将影响投资生产成本市场销售及其他技术 经济指标。 产品方案及生产规模 液氧 液氮 液氩 产品质量指标 液氧含量 液氮含量 液氩含量 第四章工艺技术方案 工艺技术方案的选择 制氧流程主要由制冷系统和精馏系统组成，再详细划分可分为十大系 统，即空气压缩系统空气净化系统换热系统制冷系统精馏系统 安全防爆系统氧气压缩输送系统加温解冻系统仪表自控系统以及电 控系统。 空分装置的流程组织需要根据经济安全的原则来选择和设计， 率上升，氧产量增加，单位能耗降低，即便扣除出污氮作为再生气而使上精馏 塔操作压力稍有升高约的因素，增压分子筛纯化器流程比切换式换热 器流程的能耗低。 三运转周期延长 切换式换热器流程，出切换式换热器加工空气中的二氧化碳含量为 ，运转周期为年。而分子筛纯化器用吸附法净除水分二氧化碳 乙炔及其它碳氢化合物，几乎能够完全清除二氧化碳，即使临近纯化器切 换时，空气中二氧化碳含量小于，因而运转周期可达两年以上。 四提高设备安全性 由于分子筛对乙炔及碳氢化合物有极强的吸附能力，可以有效地避免 主冷凝蒸发器的微爆故障发生。 对于板翅式换热器在切换式流程中直处于交变载荷之中，易于疲劳 破坏，同时换热器的热段易于进水冻裂，还会加速对铝制换热器的腐蚀， 因而板翅式换热器的使用寿命短。而增压分子筛净化流程的主换热器不切 换，板翅式换热器处于恒压工作状态，其寿命可延长倍之多。 五冷箱内设备简化 分子筛流程可以取消保冷箱中的液空吸附器液氧吸附器液化器 切换系统自动阀箱等设备，减少了许多低温阀和常温阀同时减少了约 的保冷箱内管道仪表及仪控设施，缩小了保冷箱的体积及保冷材料的 消耗，减少了跑冷损失，占地面积也大为减少。 六缩短安装时间 正因为冷箱内设备减少，流程简化，所以安装难度降低。虽然分子筛 净化流程增加了分子筛纯化器系统和冷冻机组，但这些常温设备易于安装。 经过对比得知，安装周期可缩短个月，并节省了安装费用。 七简化操作维修增压分子筛流程启动制氧操作，没有建立自清除工况的约束，次冷 却直至出氧，启动操作简化而且缩短了启动时间，减少了消耗。 在正常操作中，剔除了液氧液空吸附器的倒换操作，既减少了操作 的麻烦又确保了精馏塔的稳定工况，有利于提高氧氮氩等产品产量。 由于冷箱内易发生故障，需要维修的设备阀门仪表大大减少，因 此维修简便。 八取消加温解冻系统 通过分子筛纯化器后的空气露点不大于，空气温度大于，这 样相当干燥和干净的空气，完全可以作为加温解冻气体使用，因而不需要 特殊设置加温解冻系统来提供装置加温解冻操作所需要的气体。这样既减 少了设备，也简化了操作。 九易于实现自动化 增压分子筛净化流程，启动操作简化，设备温度变化连续，给自动控 制提供了方便。在短期或较长时间停车后，在冷态下再启动，也不必顾及 乙炔的积聚威胁，也可以采用自动控制操作此外，能够用自动控制，迅 速地进行负荷调节，因为不用考虑像可逆式换热器那样的温度梯度要求， 受自清除工况的约束。 十设备费用降低 冷箱内设备减少，主换热器传热面积缩小了，阀门管路等也相应 减少，使分子筛净化流程的设备费用比切换式换热器流程的设备费用降低 ，相应的设计费安装费都下降，因而总工程费用大为下降。 切换式换热器流程与增压分子筛流程洋细比较见表。 表切换式换热器流程与增压分子筛流程详细比较 序号 流程 项目 切换式换热器流程 增压分子筛净化流程 产品氧气与氮气之比 所需加工空气量的 相对值 消耗同样 能量时其产品 产量的相对值 加工空气压力净增值 空压机能耗相对值 分子筛再生功率消耗 冷冻机功率消耗 消除水分及有害烃 类物质的能力 良好彻底 热交换器工作条件压力交变易被空气中水分腐蚀， 为保证不冻结性，冷端要有精确的温 度控制 无压力交变，空气干 燥，冷端温差不需严格控制 对提氩影响 精馏塔随压力交变而频繁波动， 影响氩的提取 精馏塔随压力交变，工 作稳定，有利于氩的提取 启动时间考虑通过水分和冻结区问无须考虑冻结问题，操题，操作需谨慎，膨胀机负荷需慢慢 增加，启动时间较长，约小时 作简便，膨胀机满负荷运 转，启动时间较短，约 小时 实现自动化的难易 由于启动四个阶段，实现安全自 动化相对困难和复杂些 可以相当简单地实现 安全的自动化，甚至空分从 冷态或热态的启动 对空分变负荷调节的适 应速率 需要有定的温度梯率，以解决 自清除问