外行学空分(83)一一热泵技术在精馏的运用(二)

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    沸点在环境温度以上的精馏过程，二元物系混合物在单级常压精馏塔中实现高低沸点组分的完全分离是标准常规工艺方案，用压力不同的两个精馏塔或多个压力不同的精馏塔实现二元高低沸点组分完全分离是标准常规精馏工艺方案的改进方案，又被称为双效精馏及多效精馏，其目的在于高品位蒸汽热能的两次利用及多次利用，所谓的双效即是高品位蒸汽两次利用的意思！把标准常规的单级精馏工艺方案论证为不可能实现二元混合物高低沸点组分的完全分离，只有双效精馏或两级精馏塔才能实现二元混合物不同组分的完全分离，是一个大笑话，而在深冷空分教科书中就发生了这样的笑话。
  从理论上讲，所有的二元混合物都可以在一个单级精馏塔中通过采用一个闭式热泵装置为精馏塔的冷凝器和再沸器提供冷量和热量从而实现二元混合物的完全分离！这是一种可以和常规精馏(用外供蒸汽和冷却水或更广泛的外供热源冷源)实现完全相同功能的闭式热泵精馏技术！其中压力热泵循环工质气体在高温高压换热器（压力热泵循环工质气体冷凝器）中冷凝液化，放出的热量使精馏塔底部的高沸点组分液体蒸发气化作为回流气，未蒸发气化的高沸点组分液体引出经与精馏原料液体换热后作为高沸点组分产品，从而起着蒸汽再沸器的作用。节流减压后的热泵循环工质液体在低温低压换热器（减压热泵循环工质液体蒸发器）中蒸发吸热，使精馏塔顶部低沸点组分气体冷凝，一部分作为回流液，一部分引出作为低沸点组分产品，起到冷却水冷凝器的作用。
% @/ r3 n1 }. B3 @+ G4 p# j. v" F& |    闭式热泵精馏技术在精馏过程中的运用存在很大的局限性，一是只适用于沸点温度在环境温度附近的精馏过程（受热泵循环工质性能的限制），二是在精馏系统外增加一个单独的闭式热泵系统在工程上也存在实际的困难。闭式热泵精馏技术在精馏理论上意义非常重大，但实际运用案例并不多见！在实际精馏过程中运用的是所谓的开式热泵精馏技术！
, O8 b; Y& Y' F    所谓的开式热泵精馏技术相对于闭式热泵精馏技术有以下的几个特点，一是开式热泵精馏的热泵循环工质选择精馏原料，精馏中间产物及低沸点精馏产品。这就扩大了热泵精馏的适用范围，理论上可以适用于所有的精馏过程！二是与闭式热泵精馏相比，开式热泵循环工质压缩后在高温高压换热器（一般称之为冷凝器）中冷凝放热自身液化，液化后的循环工质液体（精馏原料，精馏中间产物及低沸点精馏产品）经节流减压后即可以直接作为精馏回流液，这样闭式热泵中的低温低压换热器（热泵循环工质液体蒸发器）也就没有必要可以取消，而且取消低压低温换热品后降低了热泵循环工质的压缩比，提高了热泵效率。三是开式热泵精馏的开式热泵和精馏过程是完全结合在一起的，它们之间不但有热量交换而且有物质交换！开式热泵精馏相对于闭式热泵精馏复杂得多！但由于存在以上的优势成为了热泵精馏的绝对主流技术。其实在开式热泵运用于精馏过程后，所有关于闭式热泵精馏的文章都是闭门造车，没有任何的实用价值，只有在特殊的情况下才会采用闭式热泵或者近似闭式热泵精馏工艺方案（例如精氩塔）。
    开式热泵供热温度是压力热泵循环工质的的冷凝温度，供冷温度是热泵循环工质液体在精馏塔压力下的蒸发温度，决定于热泵循环工质的组成，例如以空气为开式热泵循环工质，那么其供冷温度常压下的液空蒸发温度（84K），以氮气为开式热泵循环工质供冷温度是79K！这就非常容易理解为什么古典单塔制氧流程无法制取氮气产品及氧提取率只能达到60%-70%！
   热泵技术在精馏上运用还有一个非常重大的问题，那就是热量平衡或冷量平衡的问题（本质上是气液平衡的问题）。

Sunqh

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我没说你是民科，我只说过“国外也有民科”，“民科”是你自己说的，你说你到西安交大，教授只给你15分钟，把你当民科了。
民科不会试图去了解他要针对的事，他只想用自己的一套推翻或覆盖现有的一套。
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tobyxie

纸上谈兵有啥用？觉得自己的技术项目好，申请专用。再找投资公司或者技术入股，实用起来