制氧机的发展简史

2015-11-16 点击数：2288

制氧机是以空气做原料，生产氧气（或液氧）、氮气（或液氮）和氩、氖-氦、氪-氙等混合气体的一种成套设备。在一般情况下，由于空气分离设备多用来生产氧气，故人们习惯地称“制氧机”。世界上较早生产制氧机的是德国和法国。 1901年，德国的林德公司在慕尼黑市建立低温设备制造车间，并在1903年生产出台10m3/h制氧机。 1902年，法国在巴黎建立空气液化公司，继德国之后，于1910年开始生产制氧机。在三十年代以前，基本上只有德国和法国能生产制氧机。当时制氧机主要只能满足焊接、切割用氧及化工所需的制氮设备。生产的制氧机为主要为中、小型，其容量为2m3/h~600m3/h，品种约200种。采用的制氧机流程为高压和中压流程。 1930~1950年，除德国、法国，尚有苏联、日本、美国、英国等也开始生产制氧机。在此期间，随着生产的发展，制氧机使用领域不断扩大，促进了大型制氧机的发展。由于大型制氧机每生产1m3氧气所需电力、金属材料都比中、小型底，故1930~1950年间，大型制氧机的品种增加较多，如西德的5000m3/h，苏联的3600m3/h，日本的3000m3/h等大型设备。当时所用的流程，除高、中压外，开始采用高低压流程。由于大型制氧机可制取廉价的氧气，从而在冶金和合成氨工业中得到应用。1932年，德国次把制氧机用于冶金和合成氨工业。 1950年以后，除上述生产制氧机以外，还有中国、捷克、东德、匈牙利、意大利等（中国发展较晚，且都为深冷法）。由于钢铁工业、氮肥工业、火箭技术的发展，氧、氮耗量迅猛增加，促使制氧机向大型化发展。1957年起，10000m3/h制氧机相继问世。1967年起，据不完全统计，20000m3/h以上的大型制氧机不断出现，达87套之多，机组为50000m3/h，更大型的机组正在研制中。 20多年来，产品品种迅速增加，并逐步形成了系列，如西德林德公司大型制氧机有1000~40000m3/h典型产品；日本神钢有OF系列；日本日立制作所有TO型；日本氧气公司有NR型；英国全低压有50~1500吨/天系列产品等。同时，大型制氧机基本上采用全低压流程。总之，制氧机的发展是一个不段完善的过程，设备由小型、中型向大型发展；流程由高压（200大气压）、中压（50大气压）、高低压向全低压（6大气压）方向发展，从而使制氧机的单位电耗、金属材料消耗降低，运转周期不断延长。制氧机的发展情况如下： 1891年，德国林德公司在冷冻机械制造公司的实验室开始空气液化工作。 1895年，林德教授利用焦耳--汤姆逊效应制成台液体空气装置。 1901年，林德公司在慕尼黑市建立低温设备制造车间。 1902年，林德设计的台单级精馏塔的空分设备制成。法国克劳特发明了膨胀机，在巴黎建立空气液化公司。 1903年，林德公司制成台工业性10m3/h的制氧机，采用高压节流的高压流程。 1910年，法国制成台采用中压带活塞膨胀机的中压流程的50m3/h制氧机。 1920年，德国海兰特发明了可生产液氧的高压带膨胀机的高压流程。 1924年，法兰克尔建议在大型空分设备是采用金属填料的蓄冷器代替一般的热交换器。 1926年，法兰克尔提出普通形式蓄冷器。 1930年，林德公司制成台工业规模的林德--法兰克尔装置，产量为255m3/h，纯度为99.5%O2 。 1932年，透平膨胀机次应用于林德--法兰克尔装置上。德国次在冶金和合成氨工业中用氧。 1939年，苏联创造了高效率的透平膨胀机，并开始研究全低压空分设备。 1947年，林德公司致力于全底压工业氧制造设备。苏联开始设计全低压流程的大型工业氧装置。 1949年，美国次在29000m3/h制氧机上应用板翘式换热器。 1952年，奥地利首先使用纯氧顶吹转炉炼钢，促使冶金用氧剧增。 1955年，美国大力发展导弹，消耗大量液氧作为助燃剂。 1957年，台自动操作的120吨/天制氧机制成。 1960年，日本完成了10000m3/h99.6%O2和10000m3/h99.99%N2的双天博下载度的大型全低压设备。 1972年，法国制成世界上容量的纯氧空分设备：1700吨/天O2和1500吨/天N2 。目前正在研究更大型的机组。

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