优化精馏工况解决空分装置液氩产量低的探索与实践

合成氨制造中心52000 m^(3)/h空分装置投产以来,副产品液氩产量保持在1450~1500 m^(3)/h,2018年因后系统负荷增加,空分装置向后系统输送的中压氮、超高压氮产品超出设计值,导致同等负荷下液氩产量降低至1300 m^(3)/h左右运行。为此,对空分精馏工况进行深入分析和探索尝试,找到了在保持现有外送氮气量的前提下,提高氩产量的办法,在煤气化、合成装置高负荷下,可以维持液氩体积流量在1400~1450 m^(3)/h,日增加液氩产量4 m^(3),具有一定的推广价值。

氩气闭循环氢气发动机的研发动向与展望

内燃机为了顺应21世纪下半叶实现碳中和的趋势避免被淘汰,必须在运行时实现CO_(2)的零排放。另外,由于发动机的最高有效热效率明显低于电动车或燃料电池车,这会使消费者逐渐疏远发动机车。1948年,F. M. Lewis发明的氩气(Ar)闭循环氢气发动机重新回到了人们的视野中。这是因为此种发动机不排出CO_(2),而且Ar的比热比高于空气,以Ar为工质的发动机的热效率可以有较大提升甚至匹敌电动车或燃料电池车。本文比较详细地介绍了这种发动机的原理、发展史、存在的优缺点以及研究动向和研发课题。同时也介绍了作者近年来的部分研究成果,探讨了Ar闭循环氢气发动机与氢气及燃料电池车的关系及其发展前景。

液氩贮槽顶部氩气回收系统的探讨

为回收钢厂液氩贮槽顶部的气态氩气,本文设计了一套氩气回收系统,该系统能够将处理后的氩气经球罐缓冲后直接供给炼钢使用。氩气回收系统能够回收75%的气态氩气,减少了5.625%外购液氩损失,设计的系统具有结构简单、功能完善、能够自动化运行的优点。

低温低压下H_2－N_2－Ar体系汽液平衡研究与应用

介绍了空气分离装置带精氩塔工艺流程中Ｈ２－Ｎ２－Ａｒ体系汽液相平衡计算的数学模型，根据实验数据，将Ｓｏａｖｅ方程中的参数ａＨ２进行了回归。经与大量实验数据比较，表明本文改进的Ｓｏａｖｅ方程对低温低压下Ｈ２－Ｎ２－Ａｒ体系汽液相平衡计算的精度较高，本文还用Ｓｏａｖｅ方程首次对精氩工艺流程、精氩塔的精馏工况及分凝器的热力参数等进行了计算，结果均较满意。

变负荷对空分装置制氩系统工况的影响

阐述了在空分装置的运行中,提高氩提取率的正确操作方法,以及氩系工况操作时氮塞发生的原因,调整手段及预防措施。

氩流体扩散行为的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟技术(MD),利用L-J势能模型,研究了非受限空间和受限空间中,氩流体的扩散行为。考察了非受限空间中截断半径、粒子数、温度和受限空间中能量系数、狭缝宽度及温度等对氩流体自扩散系数的影响。模拟结果表明,在非受限空间中,氩流体的自扩散系数随温度升高而逐渐增大,其随温度的变化规律符合Arrhenius方程。在受限空间中,随着能量系数的增大和狭缝宽度的减小,氩流体自扩散系数逐渐减小;温度对氩流体自扩散系数的影响规律与非受限空间的类似。在相同温度下,受限空间氩流体的自扩散系数比非受限空间的要低。

工艺氩精制的模拟计算

用改进的Ｓｏａｖｅ状态方程作为数学模型，首次对工艺氩的精制流程进行计算，即用收敛单元法对高纯氩工艺流程进行模拟计算，并对精氩塔用设计型算法进行精馏计算，计算结果令人满意，为工艺氩精制优化设计提供了可靠的技术依据．

高纯氩工艺流程模拟计算

以改进的Ｓｏａｖｅ状态方程为数学模型，用收敛单元法首次对高纯氩工艺流程进行模拟计算。结合工艺流程和各设备的工作特性，成功地解决了收敛单元的选取、收敛判据和计算顺序的确定，并给出计算实例。

工艺氩精制的设计计算方法

用改进的Ｓｏａｖｅ状态方程作为数学模型，首次对工艺氩的精制流程进行设计计算．即用收敛单元法对高纯氩工艺流程进行模拟计算，对精氩塔用设计型算法进行精馏计算，计算结果令人满意，为工艺氩精制的优化设计提供了可靠的技术依据。

6M50空气-氢氮气联合压缩机的改进及效果

6M50空气-氢氮气联合压缩机是目前国内最大型的电动往复活塞式压缩机,第一次设计、第一次制造、第一次运用于国产化大型合成氨装置——四川美丰200 kt/a合成氨装置上。试产期基本达到了设计要求,但在随后的运行中逐步暴露出许多设计和制造方面的问题,无法维持生产运行。通过从工艺、设备等多方面对其进行改进,达到了长周期、安全、稳定、满负荷运行的理想效果。

浅析由沼气引发的中毒和窒息事故

通过简述两起由沼气引发的中毒和窒息事故，详细介绍了沼气的来源，并对窒息危害进行了分析，最后提出了进入沼气池、受限空间的安全对策措施。

(1-x)NBT-xBaTiO_3系陶瓷材料制备过程中极化条件的研究

选取部分样品,采用不同的极化电压、极化温度和保温时间,测试其压电性能,确定最佳的极化工艺制度。

6M50联压机气缸裂纹原因及改造

6M50空气-氢氮气联合压缩机由于设计、制造不合理等原因,造成一段缸使用中产生严重裂纹、支撑环磨损快、不能正常运行等问题。通过对注油孔结构、支撑环结构及装配方式等的改进和对裂纹的科学修复处理,达到了6M50联压机长周期稳定运行的理想效果。

国产气动球阀的试用及改进

气动球阀有许多独特的优点,应该加以推广。但国产球阀确实存在某些缺陷,必须加以改进。本文针对试用中发现的问题,提出了行之有效的解决办法。

精氩塔的设计型计算

含氩量≥９９．９９９３％的高纯氩（精氩）产品在科学研究与工业生产中应用极广。在Ｈ２－Ｎ２－Ａｒ体系汽－液平衡计算的基础上，首次对精氩塔进行了精馏计算．提供设计型精馏计算方法，并根据精氩塔的特点，指出采用露点法计算精度高。

用于氩中除氧的吸附剂研究装置

建立氩中除氧的低温纯化系统,需要在选择和工业开发生产大量吸附剂方面做工作。目前,化学科学研究所在开发具有独特性能的改良沸石方面,已积累了经验。这就可以获得用于氩中低温纯化除氧时具有高吸附性能的吸附剂。吸附剂的吸附能力与许多因素有关,其中主要的是:吸附剂的类型及其多孔性结构;粘结剂的类型及吸附剂颗粒的制造工艺;被吸附物质的特性;操作压力和强度;吸附过程的动力学参数;吸附剂的解吸方法和冷却方法等。对吸附—解吸循环各因素的综合分析,可以确定出这一循环过程的最佳条件。为了对低温下氩除氧纯化过程的吸附剂进行研究,研制了一种模拟低温氩除氧纯化的工业过程的专用装置(见图1)。

46-04吸气剂提纯氩气的实验与应用

目前,在气体提纯、真空技术、电光源、能源、化工、仪表、食品等许多行业,广泛应用吸气技术和工艺。因此,研制吸气速率快、容量大、价格低、易于保存的金属吸气剂有很大意义。机电部第46研究所与北京半导体材料加工厂合作,研制成功46—04金属吸气剂。该吸气剂采用稀土合金与钛海绵按一定粒度及比例制成机械混合体,在常压和450～600℃工作温度下,可同时吸除氧、氮.一气化碳、二氧化碳、甲烷。

氩气回路中微量水分的测量

在快中子反应堆的气体回路上,用露点仪测量了快堆几个覆盖气体系统氩气中杂质水分的含量。测量时,通过将露点仪的探头从干燥器中拔出,使露点仪的本底升高1～5μL／L后再进行测量,可以较快地得到测量结果,对于测量水分含量小于15μL／L的氩气,这是方便、可行的方法。

DHP—05A型高纯氩气在线自动分析仪的研制

DHP-05A型高纯氩气在线自动分析仪是手动-自动两用的,以IBM计算机控制的全自动分析仪器,可按事先编辑的程序自动取样-进样,随时显示或打印谱图和分析报告,它可用以检测高纯氩气中氢、氧、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳六种杂质,其检测下限分别为0.063,0.055,0.12,0.026,0.47,0.09（×10^(-6)V/V）,最小分析周期5分钟。