外行学空分(73)一一新单塔流程和双塔流程比较的四个层次(2)

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  新单塔流程的可行性问题解决后，肯定有人会说新单塔流程没有实际意义，因为双塔流程是非常精妙的，新单塔流程的能耗肯定会比双塔流程高等等！这种质疑很正常也是完全可以理解的，因为任何人对于新生事物（其实只是回归常识而已）都有下意识的排斥心理。更何况空分技术已经有一百多年的历史！
( R! A  [+ \& ?# q/ ?% O0 @  其实即使新单塔流程相对于双塔流程完全没有能耗优势，它也有非常重大的意义，一是推翻了深冷空分教科书中有且只有双塔流程可以实现氧氮完全分离的结论解放了思想，便我们加深了对深冷空分流程的认识，二是即使现在工程条件和产品方案下新单塔流程相对于双塔流程不具有能耗优势，也不排除新单塔流程在未来工程条件和产品方案改变后，新单塔流程相对于双塔流程能耗具有优势的可行性，当然这个只是理论上未来时的意义，但实际上新单塔流程相对于双塔流程具有明显的能耗优势！
   出乎我的意料之外，新单塔流程公开后首先的回应出现在国外，先是日本东京大学工业研究所和山梨县大学的几位教授联合在深冷空分顶级专业杂志上发表了(一种自热的单塔深冷空分流程)，后来法液空不知道从什么渠道得到了厦大的论证报告也找上门来了！据我事后得到的消息，法液空对新单塔专利流程进行了全面的技术评估，专业技术评估完成后，又进行了全面的法律商务评估，并召开公司内部的全球视频会议对此进行了专题讨论（这当然不是技术讨论会，而是技术及法律商业评估完成后的一次会议）。
   精馏是深冷空分的核心技术，精馏系统的有效能效率虽然并不能完全决定深冷空分装置的能耗，但毫无疑问精馏系统有效能效率是决定深冷空分装置能耗的决定性因素。
    无论是新单塔流程还是古典单塔流程，双塔流程都是开式热泵精馏流程，要比较新单塔流程和双塔流程的能耗，必须从热泵效率和精馏效率两个角度同时进行比较才能得出可靠的结论。新单塔流程精馏系统的有效能效率是否高于双塔流程精馏系统的有效能效率呢？结论是确定无疑的！
   开式热泵精馏的效率是开式热泵供冷供热效率和精馏效率的乘积，开式热泵供冷供热的效率和开式热泵的循环工质无关，而只和热泵循环工质的压缩比，压缩效率，正返流阻力，热泵换热器的温差，热泵循环工质液体膨胀机的效率及热泵形式有关。在其它条件不变的情况下，热泵形式是开式热泵供冷供热效率的一个决定性因素。古典单塔流程和新单塔流程从热泵形式而言都是一拖一直接开式热泵，而双塔流程则是一拖二开式热泵，所谓的下塔实际上是以空气为循环工质的开式热泵的一拖二转换塔。一拖二热泵的热泵效率显著低于一拖一热泵的效率。就双塔流程而言，其效率只有一拖一直接开式热泵效率的70%-80%（和下塔的理论塔板数，实际回流液气比有关）！
0 @* n* W  P0 c( c/ h   从精馏效率角度而言，二元物系的精馏效率和二元物系的组成，产品纯度指标，理论塔板数及单热泵，双热泵多热泵工艺方案有关，在其它条件不变的情况下，一般而言单热泵工艺方案的精馏效率低于双热泵工艺方案，双热泵工艺方案的精馏效率低于多热泵精馏效率。古典单塔流程和新单塔流程都是单热泵工艺方案，而双塔流程从精馏角度而言是双热泵精馏则是双热泵工艺方。如果以新单塔流程的单热泵工艺方案和双塔流程进行比较，则新单塔流程的单热泵工艺方案的开式热泵精馏效率无法保证一定高于双塔流程，一旦新单塔流程采用空气氮气双开式热泵供冷供热工艺方案（双塔流程是富氧空气氮气双热泵工艺方案）则由于开式热泵效率的不同，在极限工程条件下（无正返流阻力，无换热温差，无静压），新单塔流程的双热泵工艺方案的热泵精馏效率将确定无疑地比双塔流程高20%-25%（当然在实际工程条件下，情况是不同的，但大趋势不会改变）。
   

Sunqh

只能说国外也有民科

Yb2021

  一旦确定了新单塔流程的空气氮氩双热泵工艺方案，那么新单塔流程相对于双塔流程的能耗优势也就确定无疑了。其核心的问题在于开式热泵效率的不同！