有两方面原因,一是0.78+0.01+0.21三元系统的单位最小分离功本来就比0.78+0.22二元系统大8%左右,生产95%纯度的氧气实际上是将空气中的氩当作是氧,将空气当作0.78+0.22二元系统了;二是空分中氩和氧的挥发度很接近,氩-氧精馏分离只能以很低的效率进行。# F" d/ V# ~ Y, j. Q5 W
. w: P' m9 j. q; ~0 T常温精馏中使用的热泵方法很难在空分低温精馏中使用,因为无论你是常温压缩还是低温压缩,都有问题。低温压缩有效能效率非常低,常温压缩需要先换热升温,压缩后还要再降温,换热损失大,设备投资也大。再有热泵方法使用时,至少有一头是要换热的,在低温下换热温差也是个问题。: W/ A9 i0 l2 N
" N! W, l: x% `9 H$ S9 H以粗氩塔精馏为例,20000空分,粗氩塔回流液量22000Nm3/h,粗氩塔顶压力1.2bara,规整填料塔,塔底氧气压力1.35bara。要能蒸发塔底氧气,且有2K温差,粗氩气压力需升高至2.1bara,如果采用常温增压方法,升温和降温过程的阻力损失都是0.1bar,可以计算出热泵压缩机功率是700kW出头。
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. u9 Y9 r+ A+ T正常空分是利用上塔中部的多余回流液来完成粗氩塔精馏分离,是没有这台热泵压缩机的,你放着上塔中部现成的多余回流液不用,而是增加这台热泵压缩机,一年电耗成本就超过350万元,你怎样补偿这个损失?还有设备投资、可靠性等。
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/ h8 T8 W! H& r1 ]# {8 z9 f% d! [低温下换热,2K温差的损失也相当大,你的热泵压缩机提供的有效能中,有超过30%就消耗在这2K温差上。
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7 s# F$ _9 [, n) x, q: J要将一辆汽车由A地送到B地,最有效的方法是将这辆汽车直接由A地开到B地,也就是目前主流的空气热泵双塔流程。而不是用另一辆汽车载着这辆汽车由A地到B地,如有些人提出的循环氮气热泵流程。
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