外行学空分(19)一一新单塔空分流程

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    我们按照深冷空分教科书的同样方式对新单塔空分流程进行一下简单的叙述，空气滤去浮尘等杂物后，经两段压缩至4,3bar，经纯化器纯化合格后经涡轮增压进入主换热器与返流的氧气氮气污氮气换热后，进入膨胀机膨胀后进入常压精馏塔中部参与精馏。返流的氮气在主换热器换热复热至常温后离开主换热器后，部分作为产品气，部分经氮气压缩机两段压缩至约5,4bαr，经主换热器换热后进入设置在常压精馏塔底部的氮气冷凝器中与精馏塔底部的液氧换热，一方面使液氧气化，一部分氧气作为回流气参与提馏，另一部分氧气从精馏塔底部引出经主换热器换热后作为产品氧气引出，另一方面压力氮气自身液化，液化后液氮经与精馏塔顶部引出的氮气和从精馏段引出的污氮气换热过冷后节流减压进入精馏塔顶作为回流液，从常压精馏塔顶部引出的氮气和从精馏段引出的污氮则经主换热器与压力空气及压力氮气换热后引出，其中污氮气作为纯化器再生气及空冷塔之用。毫无疑问这是一个可以同时制取氧气和氮气的新单塔流程，是深冷空分教科书论证绝对不可能存在的流程。当然这只是基本的流程，在此基础上可以根据液体产品数量的不同，进一步提高精馏效率等等情况增加以空气为循环工质的开式热泵，以粗氩气为循环工质的开式热泵及以富氧空气污氮气（富氧空气和污氮气以空气组分为分界，氧含量高于空气的精馏中间产物称为富氧空气，氧含量低于空气组成的称为污氮气）为循环工质的开式热泵以形成优化的空气氧氮二元物系精馏工艺方案和氧氩氮三元物系精馏工艺方案。
     新单塔流程的特点如下，一是在接近常压下进行精馏分离，这是精馏过程的常态，精馏一般不宜在高压下进行，压力越高分离系数越小，在真空压力下精馏分离越容易分离系数越大，但在工程上却存在困难，除非必要一般也不会在加压或者真空压力下进行精馏过程。二是除了用以氮气为循环工质的开式热泵代替了组分沸点在环境温度以上的标准常规精馏中的蒸汽再沸器和冷却水冷凝器外，其精馏过程和标准常规精馏过程完全一致！既有标准常规精馏的简洁也有标准常规精馏过程精馏效率不高的问题。当然现在已经没有人可以否定在单级精馏塔中可以实现氧氮二元物系完全精馏分离。但仍然在能耗，氧氩氮三元物系精馏分离等各个角度提出质疑！新单塔流程的提出最大的意义在打破了所谓只有在双塔才能实现氧氮完全精馏分离的谬论，解放了思想。当然不可能解决已经发展一百多年的空分技术的所有问题，但为这些问题的解决创造了前提条件。
: Z( Y  ?. \# ~5 G* K    供冷供热方案是精馏的核心部分之一（另一部分是精馏本位部分，包括精馏原料的输送，纯化及精馏原料和精馏产品的换热），供冷供热方案的能耗是精馏能耗的绝大部分（除此之外还有精馏原料输送能耗及维持热量平衡的能耗，但与供冷供热方案能耗相比，只占很少的部分），深冷空分所谓双塔流程其实就是以精馏原料空气为循环工质的一拖二开式热泵供冷供热的氧氮二元物系（或者近似氧氮二元物系）精馏工艺方案。这就固定了深冷空分精馏供冷供热方案！

Yb2021

  这是新单塔流程的基本流程，是深冷空分教科书中论证不可能存在的流程，是颠覆性的！