製氧技術(第2版)（簡體書）

本書全面闡述了低溫法空氣分離制氧知識，共分為15章。書中介紹了氣體及溶液的熱力學基本規律；依照低溫法制氧機流程系統的劃分，逐章敘述了空氣液化原理及設備、空氣凈化原理及設備、傳熱原理及設備、精餾原理及設備，以及氣體壓縮機械、氣體膨脹機械、低溫液體泵儀表及控制系統。同時也闡述了稀有氣體的生產。書中著重介紹了制氧機流程及操作原理，最后列舉了制氧機常見故障的分析處理方法。本版以現代低溫法制氧機的制氧技術為主，也保留了一些具有代表性的流程和制氧技術。
本書可作為制氧行業技術人員和工人的培訓教材，也可供高等院校有關專業的師生參考。

進入21世紀以來，隨著我國國民經濟的高速發展，我國的製氧行業已有長足的進步，與國外的先進制氧技術的差距越來越小，真是可喜可賀！
隨著鋼鐵冶金、化工，尤其是煤化工等行業對氧氣、氮氣等空分產品需求的增長，制氧機已向大型化、超大型化方向發展，國內超大型製氧機已達到90000m3／h等級。制氧的新技術新工藝層出不窮，低溫法制氧流程已達到第六代新流程全面普及的程度。
《制氧技術》（第1版）一書在問世後的十多年間，受到了業界讀者的關注和歡迎，作為編者，我深感欣慰，並由衷地表示感謝！與此同時也感知到第1版的《制氧技術》已不能滿足制氧技術發展的要求，我在現場授課的過程中深切地體會到製氧行業廣大工作人員對新制氧技術的渴求之情，這驅使我提筆再編《制氧技術》（第2版），以儘自己微薄之力，為製氧行業的發展再做點貢獻！
本書是在《制氧技術》（第1版）的基礎上，以現代製氧第六代流程為主線，以更新技術內容為宗旨而編寫的，但仍保持原書的框架。全書共分15章，每章都增加了新技術、新設備等內容。譬如：第3章空氣的淨化以分子篩吸附淨化為主；第6章空氣的分離除篩板塔外，增加了規整填料及規整填料塔等內容；第11章制氧流程，刪除了切換式換熱器流程，全章圍繞著現代製氧的外壓縮和內壓縮流程加以分析和闡述；第12章稀有氣體的提取全面介紹無氫制氬技術；第13章制氧機的過程檢測與自動控制，從工藝的角度詮釋了製氧機新的集散控制系統（DCS）等。
本書力求保持《制氧技術》（第1版）理論聯繫實際的特點。編寫過程中吸收了近十多年來在各廠舉辦培訓班中廣大學員豐富的實踐經驗，力求用理論知識去解決實際問題，這方面尤其體現在第14章制氧機操作和第15章制氧機故障診斷，以期望提高讀者理論聯繫實際解決問題的能力。

緒論
1　氣體
1.1　氣體的基本狀態參數
1.1.1 溫度
1.1.2 壓力
1.1.3 質量體積
　1.2　氣體基本定律
1.2.1　理想氣體及其狀態方程
1.2.2 混合氣體
1.2.3 實際氣體及其狀態方程
1.2.4 蒸氣
1.3　氧的性質
1.3.1 氧的物理性質
1.3.2　氧的化學性質
1.4　氮的性質
1.4.1　氮的物理性質
1.4.2 氮的化學性質
　1.5　空氣的性質
1.5.1 空氣的組成
1.5.2 空氣的基本性質
2　熱力學基礎
　2.1　熱力學常用的基本術語
　2.1.1 系統與外界
2.1.2　狀態與狀態參數
2.1.3　過程與循環過程
2.1.4　可逆過程與不可逆過程
2.1.5　平衡
　2.2　熱力學第一定律
2.2.1 功、熱量、熱功當量
2.2.2　熱力學能、焓
　2.3　熱力學第二定律
2.3.1 熱力學第二定律的含義
2.3.2 熵
　2.4　氣體的熱力性質圖
2.4.1　T-S圖
2.4.2 H-T圖
2.4.3 H-S圖
　2.5　溶液熱力學基礎
2.5.1 溶液
2.5.2　溶液的基本定律
2.5.3 亥姆霍茲自由能、吉布斯自由焓
3　空氣的液化
　3.1　獲得低溫的方法
3.1.1 氣體的節流
3.1.2　壓縮氣體作外功制冷
3.1.3 節流膨脹與等熵膨脹的比較
3.2　氣體液化循環的性能指標
3.2.1 正向循環、熱效率
3.2.2　逆向循環、制冷系數
3.2.3 氣體液化的最小功
3.2.4　實際液化循環的性能指標
3.3　以節流為基礎的循環
3.4　以等熵膨脹與節流為基礎的循環
3.5　卡皮查循環
3.6　海蘭德循環
4　空氣的凈化
　4.1　固體雜質的凈除
4.1.1 過濾除塵原理及性能指標
4.1.2　空氣過濾器
　4.2　化學法凈化空氣
4.2.1 化學法除水
4.2.2　化學法除二氧化碳
　4.3 自清除
4.3.1　飽和與未飽和
4.3.2 空氣中二氧化碳的飽和
4.3.3　不凍結條件
4.3.4　保證自清除的最大允許溫差
4.3.5　保證自清除措施
……
5　空分的換熱設備
6　空氣的分離
7　活塞式壓縮機
8　離心式壓縮機
9　低溫液體泵
10　膨脹機
11　制氧流程
12　空分的稀有氣體提取
13　制氧機的過程檢測與自動控制
14　制氧機操作
15　制氧機的安全及故障診斷
附錄
參考文獻

1　氣體
物質通常以氣態、液態、固態存在。每種物質根據外界條件（溫度與壓力）的不同可處於其中的任一狀態。空氣、氧氣、氮氣、氬氣在環境溫度及大氣壓下都是氣體，當所處條件發生變化時，物質由一種狀態將轉變為另一種狀態，這種狀態轉變過程稱作“相變”。在相變過程中通常都伴隨著熱效應的發生。
1.1　氣體的基本狀態參數
物質狀態參數是描寫物質在每一聚集狀態特性的物理量。換言之，物質的每一狀態都有確定數值的狀態參數與之對應，只要有一個狀態參數發生變化，物質的狀態就相應地發生改變。描述氣體狀態的基本參數有溫度、壓力和質量體積等。
1.1.1　溫度
溫度可以表示物質的冷、熱程度。從分子運動論觀點看，溫度是物質分子熱運動平均
動能的度量，溫度越高，分子熱運動的平均動能就越大。
測量某物質的溫度，當然要以數值加以表示，從而比較出物質間酌溫度差異，而溫度的數值表示是通過“溫標”來實現的，所以“溫標”就是衡量物質溫度的標尺。 “溫標”規定了溫度的起始點（即零點）和測量溫度的基本單位。由於所選用的測溫方法以及定義的起始點的不同，而產生了各種不同“溫標”，現將目前常用的幾種溫標介紹如下：
（1）攝氏溫標（t）。這種溫標應用得最早而且最廣。它選用溫標的物理基礎是汞的體積隨溫度升高發生線性膨脹，分度的方法是規定在標準大氣壓下純水的冰點是攝氏0度，沸點為100度，而把汞在這兩點的液柱長度分為100等分，每一等分代表攝氏1度，用符號℃標記。