空分考試試題及答案一、填空題（每題2分，共20分）1.空氣的主要成分按體積分數(shù)計算，氮氣約占______，氧氣約占______。答案：78%；21%解析：空氣是一種混合物，其主要成分是氮氣和氧氣，按體積分數(shù)計算，氮氣約占78%，氧氣約占21%，這是空氣組成的基本常識。2.空分設(shè)備中，精餾塔的作用是______。答案：將空氣分離成氧氣、氮氣等不同組分解析：精餾塔是利用混合物中各組分揮發(fā)度不同，通過多次部分汽化和部分冷凝，使混合物得到分離的設(shè)備。在空分設(shè)備中，精餾塔就是通過這種原理將空氣分離成氧氣、氮氣等不同組分。3.分子篩吸附器主要吸附空氣中的______、______和______等雜質(zhì)。答案：水分；二氧化碳；乙炔解析：分子篩具有選擇吸附的特性，在空分設(shè)備中，它主要用于吸附空氣中的水分、二氧化碳和乙炔等雜質(zhì)，防止這些雜質(zhì)進入后續(xù)設(shè)備，影響空分設(shè)備的正常運行。4.膨脹機的作用是______，以獲得低溫。答案：使氣體膨脹對外做功，降低氣體溫度解析：膨脹機是利用氣體膨脹對外做功，消耗氣體的內(nèi)能，從而使氣體溫度降低，為空分設(shè)備提供冷量，以獲得低溫環(huán)境。5.空分設(shè)備中，液氧的密度比氣氧的密度______（填“大”或“小”）。答案：大解析：物質(zhì)的密度與物態(tài)有關(guān)，一般情況下，液態(tài)物質(zhì)的密度大于氣態(tài)物質(zhì)的密度。液氧是氧氣的液態(tài)形式，氣氧是氧氣的氣態(tài)形式，所以液氧的密度比氣氧的密度大。6.精餾過程中，回流比是指______與______的比值。答案：回流量；塔頂產(chǎn)品量解析：回流比是精餾操作中的一個重要參數(shù)，它反映了塔頂回流量與塔頂產(chǎn)品量之間的關(guān)系。合適的回流比對于精餾塔的分離效果和能耗有著重要的影響。7.空分設(shè)備啟動前，要對設(shè)備進行______和______，以確保設(shè)備無泄漏等問題。答案：氣密性檢查；吹掃解析：氣密性檢查可以檢測設(shè)備是否存在泄漏情況，保證設(shè)備的安全性和運行效率。吹掃則是為了清除設(shè)備內(nèi)的雜質(zhì)、灰塵等，防止這些雜質(zhì)對設(shè)備造成損壞。8.空氣預(yù)冷系統(tǒng)中，常用的冷卻介質(zhì)是______。答案：水解析：水具有比熱容大、來源廣泛、成本低等優(yōu)點，在空氣預(yù)冷系統(tǒng)中，常用水作為冷卻介質(zhì)，通過水與空氣的熱交換來降低空氣的溫度。9.空分設(shè)備中，主冷凝蒸發(fā)器的作用是使______蒸發(fā)，______冷凝。答案：液氧；氣氮解析：主冷凝蒸發(fā)器是連接上塔和下塔的關(guān)鍵設(shè)備，它利用氣氮和液氧的沸點差，使液氧蒸發(fā)成氣氧，氣氮冷凝成液氮，從而實現(xiàn)氧氮的分離和循環(huán)。10.當空分設(shè)備的工況發(fā)生變化時，要及時調(diào)整______等參數(shù)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的穩(wěn)定運行。答案：流量、壓力、溫度解析：流量、壓力、溫度是空分設(shè)備運行中的重要參數(shù)，當工況發(fā)生變化時，這些參數(shù)也會相應(yīng)改變。及時調(diào)整這些參數(shù)可以保證設(shè)備的正常運行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。二、選擇題（每題3分，共30分）1.下列氣體中，不屬于空分產(chǎn)品的是（）A.氧氣B.氮氣C.氫氣D.氬氣答案：C解析：空分設(shè)備主要是將空氣分離成氧氣、氮氣、氬氣等產(chǎn)品。氫氣不是空氣的主要成分，也不是空分設(shè)備的常規(guī)產(chǎn)品。2.分子篩吸附器的再生方式一般采用（）A.加熱再生B.減壓再生C.加熱和減壓聯(lián)合再生D.冷卻再生答案：C解析：分子篩吸附器在吸附一定量的雜質(zhì)后需要進行再生。加熱可以使被吸附的雜質(zhì)分子獲得能量，從分子篩的孔道中脫附出來；減壓可以降低雜質(zhì)的分壓，促進脫附過程。因此，通常采用加熱和減壓聯(lián)合再生的方式。3.膨脹機的進氣溫度越高，膨脹機的制冷量（）A.越大B.越小C.不變D.不確定答案：A解析：膨脹機的制冷量與進氣溫度有關(guān)。進氣溫度越高，氣體的焓值越大，膨脹機對外做功時消耗的能量就越多，制冷量也就越大。4.空分設(shè)備中，上塔的壓力一般（）下塔的壓力。A.高于B.低于C.等于D.不確定答案：B解析：空分設(shè)備的上塔和下塔是通過精餾過程實現(xiàn)氧氮分離的。下塔的壓力較高，有利于空氣的液化和精餾分離；上塔的壓力較低，有利于液氧的蒸發(fā)和氣氮的冷凝。因此，上塔的壓力一般低于下塔的壓力。5.空氣預(yù)冷系統(tǒng)中，空氣經(jīng)過冷卻塔后，溫度（）A.升高B.降低C.不變D.不確定答案：B解析：空氣預(yù)冷系統(tǒng)的冷卻塔是利用水與空氣的熱交換來降低空氣的溫度?？諝庠诶鋮s塔中與冷水接觸，熱量傳遞給冷水，從而使空氣的溫度降低。6.精餾塔中，精餾段的作用是（）A.提濃氣相中的易揮發(fā)組分B.提濃液相中的難揮發(fā)組分C.使氣液兩相充分接觸D.以上都不對答案：A解析：精餾段是精餾塔中位于進料口以上的部分，在精餾段中，上升的氣相與下降的液相進行傳質(zhì)，使氣相中的易揮發(fā)組分不斷提濃，最終在塔頂?shù)玫捷^純的易揮發(fā)組分產(chǎn)品。7.空分設(shè)備中，液氧泵的作用是（）A.輸送液氧B.提高液氧壓力C.使液氧循環(huán)D.以上都是答案：D解析：液氧泵在空分設(shè)備中起著輸送液氧、提高液氧壓力和使液氧循環(huán)的作用。它將液氧從主冷凝蒸發(fā)器輸送到需要的地方，并提供足夠的壓力保證液氧的正常流動和使用。8.當空分設(shè)備的氧氣產(chǎn)量降低時，可能的原因是（）A.空氣量減少B.精餾塔工況變差C.主冷凝蒸發(fā)器工作不正常D.以上都是答案：D解析：空氣量減少會導(dǎo)致進入空分設(shè)備的原料不足，從而使氧氣產(chǎn)量降低。精餾塔工況變差會影響氧氮的分離效果，導(dǎo)致氧氣純度和產(chǎn)量下降。主冷凝蒸發(fā)器工作不正常會影響液氧的蒸發(fā)和氣氮的冷凝，進而影響氧氣的產(chǎn)量。9.空分設(shè)備中，安全閥的作用是（）A.防止設(shè)備超壓B.調(diào)節(jié)設(shè)備壓力C.控制流量D.以上都不對答案：A解析：安全閥是一種安全保護裝置，當設(shè)備內(nèi)的壓力超過設(shè)定值時，安全閥會自動打開，釋放壓力，防止設(shè)備因超壓而發(fā)生損壞或爆炸等事故。10.空氣在進入分子篩吸附器前，一般要經(jīng)過（）處理。A.過濾B.壓縮C.預(yù)冷D.以上都是答案：D解析：空氣在進入分子篩吸附器前，需要經(jīng)過過濾處理，去除空氣中的灰塵、雜質(zhì)等；經(jīng)過壓縮提高空氣的壓力，以便后續(xù)的分離過程；經(jīng)過預(yù)冷降低空氣的溫度，提高分子篩的吸附效果。三、判斷題（每題2分，共20分）1.空氣的露點溫度越低，說明空氣中的水分含量越少。（）答案：√解析：露點溫度是指在一定壓力下，空氣冷卻到水汽開始凝結(jié)時的溫度。露點溫度越低，說明空氣中的水汽含量越少，空氣越干燥。2.膨脹機在運行過程中，轉(zhuǎn)速越高越好。（）答案：×解析：膨脹機的轉(zhuǎn)速需要控制在合適的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)速過高可能會導(dǎo)致設(shè)備振動加劇、磨損增大、效率降低等問題，甚至?xí)p壞設(shè)備。因此，膨脹機的轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)設(shè)備的設(shè)計要求和工況進行合理調(diào)整。3.空分設(shè)備中，上塔的精餾段主要是提濃液氧中的氧含量。（）答案：×解析：上塔的精餾段主要是提濃氣相中的氮含量，提餾段主要是提濃液相中的氧含量。4.分子篩吸附器在吸附過程中，溫度會升高。（）答案：√解析：分子篩吸附雜質(zhì)是一個放熱過程，在吸附過程中，會釋放出熱量，導(dǎo)致吸附器內(nèi)的溫度升高。5.液氧在常溫下會迅速汽化。（）答案：√解析：液氧的沸點為-183℃，常溫遠高于液氧的沸點，因此液氧在常溫下會迅速汽化。6.空分設(shè)備的啟動過程中，要先啟動空氣壓縮機，再啟動膨脹機。（）答案：√解析：空氣壓縮機為整個空分設(shè)備提供壓縮空氣，是設(shè)備運行的基礎(chǔ)。在啟動膨脹機之前，需要先啟動空氣壓縮機，使設(shè)備內(nèi)有一定的壓力和空氣流量，為膨脹機的正常運行創(chuàng)造條件。7.精餾塔的塔板數(shù)越多，分離效果越好，但能耗也會增加。（）答案：√解析：增加精餾塔的塔板數(shù)可以增加氣液兩相的接觸次數(shù)，提高分離效果。但塔板數(shù)越多，設(shè)備的高度和阻力也會增加，需要消耗更多的能量來維持氣液的流動和傳質(zhì)過程，因此能耗也會增加。8.空氣預(yù)冷系統(tǒng)中，冷卻塔的水位越高越好。（）答案：×解析：冷卻塔的水位需要控制在合適的范圍內(nèi)。水位過高可能會導(dǎo)致水溢出，影響設(shè)備的正常運行；水位過低則可能會影響冷卻效果。因此，應(yīng)根據(jù)冷卻塔的設(shè)計要求和運行情況，合理控制水位。9.空分設(shè)備中，主冷凝蒸發(fā)器的溫差越大，說明其工作效率越高。（）答案：×解析：主冷凝蒸發(fā)器的溫差需要控制在合適的范圍內(nèi)。溫差過大可能會導(dǎo)致液氧的蒸發(fā)速度過快，影響氧氮的分離效果，同時也會增加能耗。因此，主冷凝蒸發(fā)器的溫差應(yīng)根據(jù)設(shè)備的設(shè)計要求和工況進行合理調(diào)整。10.空分設(shè)備停車后，要及時排放設(shè)備內(nèi)的液體和氣體。（）答案：√解析：空分設(shè)備停車后，設(shè)備內(nèi)的液體和氣體如果不及時排放，可能會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壓力升高、溫度變化等問題，甚至?xí)υO(shè)備造成損壞。因此，停車后要及時排放設(shè)備內(nèi)的液體和氣體。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述空分設(shè)備的主要工藝流程。答案：空分設(shè)備的主要工藝流程一般包括以下幾個部分：（1）空氣過濾：空氣首先經(jīng)過空氣過濾器，去除空氣中的灰塵、雜質(zhì)等。（2）空氣壓縮：過濾后的空氣進入空氣壓縮機，被壓縮到一定的壓力。（3）空氣預(yù)冷：壓縮后的空氣進入空氣預(yù)冷系統(tǒng)，通過與冷水的熱交換降低空氣的溫度。（4）凈化：預(yù)冷后的空氣進入分子篩吸附器，吸附空氣中的水分、二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)。（5）膨脹制冷：凈化后的空氣一部分進入膨脹機，通過膨脹對外做功，降低空氣的溫度，為設(shè)備提供冷量。（6）精餾分離：經(jīng)過膨脹制冷后的空氣進入精餾塔，通過多次部分汽化和部分冷凝，將空氣分離成氧氣、氮氣等不同組分。（7）產(chǎn)品儲存和輸送：分離得到的氧氣、氮氣等產(chǎn)品經(jīng)過儲存后，輸送到用戶端使用。2.分析分子篩吸附器再生效果不好的原因及解決方法。答案：原因：（1）再生溫度不夠：可能是加熱設(shè)備故障、加熱時間不足等原因?qū)е略偕鷾囟冗_不到要求。（2）再生氣體流量不足：再生氣體流量過小，無法將吸附的雜質(zhì)充分帶出吸附器。（3）吸附器內(nèi)有雜質(zhì)堵塞：長期運行后，吸附器內(nèi)可能會積累雜質(zhì)，影響再生效果。（4）再生壓力不合適：壓力過高或過低都會影響再生效果。解決方法：（1）檢查加熱設(shè)備，確保再生溫度達到要求，并適當延長加熱時間。（2）檢查再生氣體管道和閥門，保證再生氣體流量正常。（3）對吸附器進行清洗或更換吸附劑，清除雜質(zhì)。（4）調(diào)整再生壓力，使其符合設(shè)備的設(shè)計要求。3.如何保證空分設(shè)備的安全運行？答案：（1）嚴格遵守操作規(guī)程：操作人員要熟悉空分設(shè)備的操作規(guī)程，嚴格按照規(guī)程進行操作，避免因誤操作導(dǎo)致安全事故。（2）定期維護保養(yǎng)：定期對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，檢查設(shè)備的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備的故障和隱患。（3）監(jiān)測和控制參數(shù)：實時監(jiān)測設(shè)備