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[空分工艺] 外行学空分(85)一一热泵技术在精馏中的运用(4)

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发表于 2020-9-15 08:22:57 来自 | 显示全部楼层 |阅读模式
    理论上所有的二元混合物都有一个可以替代常规精馏流程的闭式热泵精馏流程(热泵的循环工质可以有不同的选择),由此基本的流程出发,针对不同的产品方案进行优化可以推导出三个采用开式热泵的精馏流程,但要实际运用尚需解决两个具体问题,一个是设备问题,主要是热泵压缩机,二是什么样的二元混合物适合采用开式热泵精馏流程。
. d5 p7 b3 [/ ]/ t- ?   典型的热泵系统热泵压缩机的进口状态都是热泵蒸发器的出口状态,如果采用常规的循环工质,那个问题不大,常规热泵循环工质都有成熟可用的热泵压缩机,但是开式热泵精馏流程采用的循环工质是精馏原料或低沸点纯组分,热泵蒸发器的出口温度可能和环境温度相距甚远,一般情况下都没有成熟可用的热泵压缩机,都需要专门设计制造,这其实是开式热泵精馏流程替代常规精馏流程的一大难题。对于二元混合物和低沸点纯组分沸点在环境温度以下的情况,只需要增加一台复热换热器就可以在不影响热泵运行的情况下将热泵压缩机的进口状况变为常温常压状态,这种情况下都有成熟可用的压缩机可供选用,这其实也是深冷空分成为第一个实现工业化运用的开式热泵精馏流程的一大背景。对于二元混合物和其低沸点纯组分的沸点在环境温度以上的情况,无法运用增加一台换热器的方式解决问题,因为常温常压状态下,二元混合物及低沸点纯组分均处于液态,压缩无法进行当然更没有成熟可用的压缩机可供选用,只能进行定制。+ ~1 [8 ~6 \! g8 N" K* v
   第二个问题其实就是能耗问题,这个问题的答案很简单,二元混合物高沸点组分和低沸点纯组分的沸点越接近越适合采用开式热泵精馏流程,这种情况下热泵压缩机的压缩很小,同样的输入功可以驱为更多的热量流动。空气正是沸点相近的二元混合物,这其实也是深冷空分流程成为第一个实现工业化的开式热泵精馏流程的的另一个重要背景,当然还有另外一个重要的背景,那就是逼上梁山,因为除了采用热泵技术外,深冷空分没有可用的热源和冷源实现常规精馏流程。

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