外行学空分(78)一一为什么是热泵精馏流程？

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   深冷空分教科书中总共介绍了三种深冷空分流程，其中两种是单塔流程，一种双塔流程！其中单塔流程只能制取氧氮二元组分中一个纯组分，只有双塔流程可以同时制取氧氮二元物系的两种纯组分。深冷空分实现工业化的时候，热力学的理论已经完全成熟，而精馏则处在蒸馏(提馏)向精馏转变的过渡时期，深冷空分教科书中有关精馏部分的内容就反映了这个时期的精馏理论特色。但深冷空分教科书有关容完全看不出热力学理论已经完全发展成熟的状况，只要稍加思考就可以发现教科书中的三个深冷空分流程是与一般常规精馏流程不同的自热精馏流程，而从自热精馏出发只要认真考察给热供冷方式很容易推导出是热泵形式的供热供冷，而热泵则热力学第二定律最重要最常见的表现方式即所谓的热功转换卡诺循环的逆循环。毫无疑问当时的深冷空分技术人员没有对此进行理论的总结和升华，以至于深冷空分作为第一种实现大规模工业化应用的热泵精馏流程既不为深冷空分技术人员所认为也不为化工精馏技术人员所认识，当然这种情况的出现既可能是无意也可能是有意的。这种总结和升华在科学上肯定是有益的，但在商业上却很可能是一种灾难！因为实际上是把深冷空分的基础原理完全公开！
   制冷液化就是制取液空就是空气液化，空气液化解决了空气精馏的必要前提条件。但是给再沸器供热同时给冷凝器供冷却仍然是未解决的问题。大多数已知常见物质在深冷条件下都是固态无法作为热载体！当然也不能采用电加热，唯一的选择只能是加压的空气！但一旦选择了加压空气作为再沸器的热源，那么加压空气在给再沸器提供热量的时候自身将液化成液空，节流减压后即可以给冷凝器提供冷源，气化后的空气再次压缩进入下一个热泵循环。但这已经是一种明明白白以空气为循环工质的闭式热泵精馏流程！这是一种可以实现氧氮二元物系完全分离的单塔深冷空分流程(只要进入高温换热器的空气压力足够高，就可以使空分塔底的液氧气化。同样都是只要低温换热器的液空蒸发气化压力足够低，就可以使空分塔顶部的氮气液化作为回流液）。如果以氮气作为闭式热泵的循环工质，那么很容易得出闭式热泵中的低温换热器是有害无益可以取消的，这就是以氮气为循环工质并可以在单级精馏塔中同时制取氧气氮气的新单塔流程！我们现在不分析它们之间的利弊，也不比较它们和双塔流程的利弊，深冷空分教科书中单塔不能实现氧氮二元物系完全分离只有双塔流程可以实现氧氮完全分离又从何说起呢？！这就象在环境温度以上的精馏过程中，论证只有双效精馏才能实现二元物系的精馏分高而标准常规单塔精馏不能实现二元物系的精馏分离一样荒唐可笑！

Yb2021

  不从热泵精馏出发来论述深冷空分流程。就无法形成符合逻辑的结论，就只能支离破碎，突兀跳跃！