外行学空分(24)一一问题出在那里？

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   有效能分析方法既是节能工作的望远镜也是显微镜，没有望远镜和显微镜，看远方白茫茫大地一片真干净，看脚下啥也没有！一旦有了望远境和显微镜则看远方山峦赴约伏原驰蜡象大河上下顿失滔滔，看脚下遍地蚂蚁纤毫毕现！前文我用有效能分析的望远镜确认了现有深冷空分装置节能潜力巨大，又通过望远镜看近处，确认了深冷空分流程中节能潜力最大的是精馏系统，现在我们用显微镜看一下精馏系统，我们会看到什么？
    目前双塔流程的深冷空分装置的精馏系统大约可分为四个部分，一是下塔，二是上塔，三是主冷凝器，四是液氮，富氧液空过冷及节流减压阀！其中液氮过冷减压部分可以忽略，主冷凝可以分给上下塔！下塔是高压塔，上塔是常压塔，上下塔之间通过主冷凝器连接起来。   
9 [9 s0 L. @' |9 ]! }$ J    组分沸点在环境温度以上的精馏工艺方案可以分为常规精馏工艺方案，双效及多效精馏工艺方案，标准常规精馏工艺方案基础上的单热泵及热泵精馏工艺方案。同样的二元物系精馏工艺方案，常规精馏的效率最低，双效及多效精馏效率逐步提高，单热泵及多热泵精馏的效率相比于于双效及多效精馏效率更高。毫无疑问深冷空分装置的精馏工艺方案不是常规精馏过程也不是双效精馏及多效精馏工艺方案，因为在深冷空分装置中你根本看不到蒸汽再沸嚣，也看不到冷却水冷凝器，也找不到闭式常规热泵的影子！深冷空分装置中的精馏工艺方案只能是开式热泵供冷供热精馏工艺方案，而双塔流程则是以空气为循环工质的一拖二开式热泵供冷供热精馏工艺方案。双效及多效精馏工艺方案和以精馏原料气为循环工质的一拖二开式热泵精馏工艺方案在形式上是非常接近的，两者之间的区别在于双效精馏过程需要的有效能来自蒸汽冷却水之间的温差有效能！双效及多效的含义是蒸汽热能的两次及多次利用！而以精馏原料气为循环工质的一拖二开式热泵精馏工艺方案热泵精馏过程需要的有效能来自热泵循环工质的压缩功，压力能！正是由于双效精馏和以精馏原料气为循环工质的一拖二开式热泵供冷供热精馏非常接近，所以深冷空分教科书认为双塔流程是双效精馏流程！其实双塔流程是一个组分沸点远低于环境温度的以空气为为循环工质的一拖二开式热泵供冷供热精馏流程，和组分沸点在环境温度以上的双效精馏工艺方案有着本质上的区别。
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! F, T* ?( t* m7 a2 J0 x9 c. j我知道你的意思，都不考虑膨胀空气那一路的话，双塔流程中所有100空气都要压缩到下塔压力，提供给上塔的回流液氮是45，提供给上塔的回流富氧液空是55

0 F! C6 B' N) Z0 I9 U; l如果用氮气和富氧空气两个热泵，而且提供给上塔的回流液氮和富氧液空量都与以上相同，那么只有45的氮气需要压缩到下塔压力，而55的富氧空气只需要压缩到较低压力即可。所以你认为双热泵节能，是不是这个意思？
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但是下塔产生了分离功，当然下塔也要消耗冷能，同样都是给上塔(尤氏单塔)提供回流液氮45和回流富氧液空55，双塔流程中空气产生的冷能(包括提供给上塔和下塔的冷能)更多，当然压力也要更高，这有什么奇怪的？

( ?3 I7 M% ~" H0 L; `# Z6 i; O/ a可以在相同回流比条件下比较双塔流程和尤氏单塔流程，双塔流程氮气量78(包括污氮气，都不考虑膨胀空气，也不考虑潜热差异)，回流液氮量45，则回流比是45/78=0.577
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  ?' ^$ e( Q. H: N+ I尤氏单塔精馏段回流比要达到同样的0.577，设所需回流液氮量是x，则有x/(78+x)=0.577，解出x=106
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双塔流程中只要100空气压缩到下塔压力，而尤氏单塔需要106的氮气压缩到下塔压力，那个能耗大？

( q  q& _: d+ a) J% B( w: [' i在厦大论证报告的基础上很容易得出尤氏单塔不节能的结论，其他都不变，还是以二元空气计算，只要将双塔流程的下塔理论塔板数增加到正常的38块(厦大报告中只有12块)，而双塔流程的上塔理论塔板数增加到与尤氏单塔相同的45块(厦大报告中是33块)，则在保持产品纯度不变时，双塔流程的膨胀空气量可以增加到空气总量的30% (厦大报告中双塔流程膨胀空气量比例14%)，而液氧产量增加到厦大报告中的3倍(冷损不变)。这样的话，无论你的液氧系数是1.3还是0.5，尤氏单塔能耗都要比双塔流程高。
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2 P/ e8 V8 y" J8 }厦大报告是以打压双塔流程，而不是靠提升尤氏单塔性能来达到优势。能耗比较应以全部主要产品(氧气和液氧)的能耗都要比较，不能以扣除法比较个别产品，在厦大报告中，液氧产品的能耗比氧气更多了，液氧才是大头，怎么能扣除后仅比较氧气呢？更早液氧产品单耗3kWh/Nm3，能否用扣除法得出现在的氧气单耗是负数了？
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尤总的65%和80%等都是张口就来，所谓无稽之谈也，没有任何依据。你增加氮气循环，原来空气的净化损失、换热损失等都没有减少，反而是要增加，你再增加氮气循环损失，总损失怎么可能还减少？
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曾考虑过空分流程问题的人，一下子就能看出尤氏单塔行不通，我相信法液空杭氧川空开空的流程专家和西安交大权威教授等都有这个能力；未曾考虑过但会流程计算的，也能通过计算得出尤氏单塔不成立的结论。尤总只是要努力证明自己是民科罢了。

     有效能效率的计算是一个非常严谨的问题，计算方法的错误将导致非常严重的后果。

建议网站做一个调查，看一下尤总两年来的宣传效果和大家对空分流程理解的程度。

A、尤氏单塔制氧流程成立，可以降低空分能耗；
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B、尤氏单塔制氧流程不能成立，将使空分能耗增加；
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$ f/ o; n9 w- TC、尤氏单塔制氧流程可能成立，也可能不成立。

方舟子说过，中国有基本科学素养的人仅占总人口的1%~2%。大约30年前，那时我还倒班，有次有位同事在《读者文摘》上看到一篇文章，就是那个“水变油”，当时我们班组大多数人都相信，只有我说是“胡扯”，魔术而已，骗人的把戏。

& t/ a" Q, K, t; ?+ m# z( y照尤总说法，液化效率就是热泵效率，而空分效率=热泵效率*精馏塔效率，空分效率=20%，精馏塔效率=40%，那热泵效率不正好=20%/40%=50%？即液化效率50%，氧气实际液化功=0.25/50%=0.5kWh/Nm3，何来1.3kWh/Nm3？

% O4 S9 T; ?* I. q. B热泵是电能转化为冷能(效率50%)，而精馏是冷能转化为分离功(效率40%)，那么电能转化为分离功的效率就是50%*40%=20%

当年的“水变油”，哈尔滨市公安局副局长亲自带人上门验证，副省长和副市长出席“示范工程”剪彩活动，甚至惊动了中央领导。结果怎么样？几个脑子进水的老板破产了，“发明家”进去了，10年！

) d3 O2 g4 S7 g  A9 D; B& e5 M3 l- F尤总可以说是最近两年内这个空分之家最闪耀的明星，但如果一个技术论坛沦为民科和传销者的讲台，那就煞风景了。

双塔流程不是双效精馏而是以空气为循环工质的一拖二开式热泵精馏流程，一拖二热泵可以用两个热泵替换，而其热泵压缩功之和小于空气热泵压缩功。

我可以负责任地说，目前空分中氧气液化单耗就是0.5kWh/Nm3左右，不是1.3kWh/Nm3，当然我接触过的几十套空分中，绝大多数都是进口的。尤氏单塔需要与这个竞争，不是与那个氧气液化单耗1.3kWh/Nm3的落后空分竞争。

目前空分精馏塔，包括上下塔和粗氩塔等在内的全部精馏塔的有效能效率确实是40%左右，是说精馏塔的分离功增加量/冷能减少量，或分离功增加量/(分离功增加量+有效能损失)。但是各段回流液体量基本上都已经在最小回流液体量的1.1倍左右甚至更小，回流液很难再大幅减少了。如果尤总想要将精馏塔的有效能效率提高到80%，那就意味着各段回流液体量要减少50%，而这早已经小于最小回流液体量了，即精馏段小于最小回流比了，而提馏段大于最大回流比了，精馏过程不可能实现。
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! L6 f4 k0 J1 i- S4 r9 m我说过，单独筛板下塔精馏过程的有效能效率在70%左右，规整填料下塔的有效能效率接近80%，但是如果下塔与主冷合在一起计算，那效率就只有30%左右，主冷损失很大。下塔主要是氮氧精馏而且主要是低纯度精馏分离，效率高一些，上塔和粗氩塔以氩氧精馏为主而且要求产品纯度高，效率就会较低，加上粗氩冷凝器损失、过冷器损失、液体降压损失和物料进上塔后的混合损失等，合在一起的精馏塔效率是40%左右。

尤氏单塔的主冷损失不会减少，如果要提氩，粗氩冷凝器损失也不会减少，其他过冷器损失、降压损失等都不会减少，损失怎么可能减少？