外行学空分(129)一一深冷压缩和常温压缩

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  在环境温度以上的精馏过程中，单热泵及多热泵技术的热泵循环工质的压缩机当然只能在接近精馏温度下运行，因为在环境温度下，无论是精馏产品还是精馏中间产品环境温度下均呈液态，热泵循环工质压缩根本无法进行，所以不存在复冷常温压缩的可能。这其实是组分沸点在环境温度以上的精馏分离单热泵及多热泵精馏技术虽然拥有很大的能耗优势，但却无法得到广泛运用。全面替代标准常规精馏工艺方案及双效精馏及多效精馏工艺方案的根本原因，
   在环境温度以下的精馏过程中，情况就比较复杂了，从设备角度来说，无论是深冷压缩（即在接近精馏温度下）还是复热常温压缩理论上都是可行的。关健是两者利弊得失的比较。
; w. D2 q! ?% t! d6 C+ m. ^   大家都知道，在压缩量压缩比压缩效率（绝热效率）相同的情况下，压缩机进口温度越低压缩功耗越小。如果仅仅如此，毫无疑问深冷压缩大大有利于常温压缩！但事情不是这么简单的。
- e& r" K8 k5 ?! U8 Z- X9 D    深冷条件下的压缩，虽然显著降低了压缩功耗，但却向深冷物系输出与压缩功耗等数量的焓增（冷损)，冷损是负功负有效能！从有效能的角度来说，在可逆压缩过程中复热常温压缩功耗等于深冷压缩功耗加冷损有效能，因此可以说深冷压缩和复热常温压缩是等效的，深冷压缩并不是特别有利，当然也不是特别不利，还需要具体问题具体分析，需要在实际工程条件及压缩效率下比较两者的利弊得失！
   常温压缩的好处是可以降低压缩机的造价，其次压缩比较大时可以分段压缩以节约压缩功耗，当然缺点也非常明显，那就是相对于深冷压缩需要增加复热设备，同时还会带来正返流阻力提高压缩比及复热设备热端温差带来的冷损！
& O  U# |+ p: s+ N   综合以上的利弊得失，可以得出结论，即压缩比越大越适合采用复热常温压缩，压缩比越小越适合深冷压缩！当然这只是一个简单结论，还需要综合各方面因素如产品方案才能得出正确的选择。
* M. b5 o* E  a' ]/ I; ]0 y! o) _' X    如果热泵压缩的压缩比很小，其深冷压缩的温升小于复热冷端温差，则相对于复热常温压缩深冷压缩是绝对有利的，根本无需进行比较。如果热泵深冷压缩压缩比小于2则一般情况下应选择深冷压缩而不是复热常温压缩，反之则应选择复热常温压缩！当然这种情况下需要进行优选比较，以求得在给定产品方案下总压缩功耗(包括热泵压缩的功耗，制冷压缩功耗)最小！
    有专家提出一个问题，现在的双塔流程和古典单塔流程其热泵循环工质的压缩既不是深冷压缩也不是复热常温压缩，从表面看确实如此！但如果深入分析就会发现其实它们都是复热常温压缩，只不过由于采用精馏原料空气作为热泵循环工质，热泵循环工质空气的复热换热器和精馏原料空气和精馏产品换热器（主换热器）合并而己，当然这是有利的优化，但并不能由此得出只有以精馏原料空气为循环工质的开式热泵才是可行有利的结论。

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   对于环境温度以上的精馏过程，用于精馏过程的热泵只能在精馏原料中间产物呈气态的温度下才能进行，而在环境温度(常温)下精馏原料中间产品呈液态，当然也就无论进行压缩。对于环境温度以下的精馏过程，无论是常温压缩还是深冷温度下压缩理论上都是可行的，但这是一个二选一的问题，只有在它们之间进行比较才有意义，单独突出常温压缩和深冷压缩的优点和缺点均无实际意义。