外行学空分(105)一一再论热泵(三)

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$ A1 Q! X% k: P0 f$ s4 B% R   运用于精馏过程的热泵开式热泵有什么样的特点呢？一，运用于精馏过程的开式热泵它的热泵循环工质只能是精馏原料，精馏产品及精馏中间产品。二，开式热泵的循环工质除了作为热量载体的一般特性外(这个开式热泵和闭式热泵是一样的)，它的液体减压后可以作为精馏回流液！三，由于开式热泵循环工质液化后可以作为精馏回流液，这样闭式热泵中的低温低压换热器可以省去，只保留高温高压换热器(在深冷空分流程中叫做冷凝器或者叫做冷凝一蒸发器，其实是再沸器和冷凝器的合体，同时起到精馏过程再沸器和冷凝器的作用)，也正是这个原因，制冷专家(很多深冷空分专家也是热泵制冷专家)带着闭式热泵的规范在深冷空分流程中就看不到热泵的存在，也是顺理成章的事情。
9 r+ D1 f* _2 E6 u    现在我们来回答第三个问题，深冷空分流程(这里只涉及深冷空分教科书已有的深冷空分流程，不涉及新单塔流程)中热泵的循环工质是什么？毫无疑问它只能是精馏的原料空气，因为除了空气压缩机外再也没有其它压缩机了！还有这个热泵的循环量是多少呢？就古典单塔制氧流程来说，进入主冷凝器的空气数量就是空气热泵的循环量。就双塔流程来说，进入下塔的空气量就是空气热泵的循环量。由于深冷空分流程中的热泵是用于精馏的，因此热泵的压缩能耗就是空气精馏的能耗。讲到这里大家肯定会提出一个问题，那就是古典单塔制氧流程中进入主冷凝器的空气量就是热泵循环量很好理解，但为什么双塔流程中进入下塔的空气量是热泵循环量，而不是进入主冷凝器的氮气量为热泵循环量呢？深冷空分教科书是如何描述双塔流程的出现呢？先有古典单塔制氧流程，又有古典单塔制氮流程，然后两者结合产生了双塔流程，这样的描述很生硬也不是历史上的事实，古典单塔制氧流程确实是最先得到运用的深冷空分流程，这是历史上的事实！实际上双塔流程是古典单塔制氧流程改进而来，古典单塔制氧流程的缺点非常明显的，那就是氧的提取率只能达到60%-70%左右，而要提高氧的提取率必须有液氮作为回流液，这是很自然也很容易想到的，如何能够做到这一点呢？当然只能在古典单塔制氧流程主冷凝器中增加一个简易的冷凝分离塔，把液空分为液氮和富氧液空两部分，这样就可以大幅度提高古典单塔制氧流程的氧提取率！这才是既自然又符合深冷空分流程历史的描述！所以从热泵精馏角度出发我们又把双塔流程叫做间接以氮气富氧空气为循环工质的一拖二热泵精馏流程。正是由于下塔可以被看作古典单塔制氧流程主冷凝器的一部分，所以进入下塔的空气量就是热泵循环量。

王凌生

学习了。。奈斯

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其实这些都是务虚，但是务虚有时候很重要的，如果我们从热泵精馏的角度，认识到深冷空分教科书中所描述的深冷空分流程都是以空气为循环工质开式热泵精馏流程，那么我们肯定很容易想到为什么我们不能用氮气作为开式热泵空气精馏流程的循环工质呢？剩下的事其实都是常规工作了。

Sunqh

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空气一开始就是常温，氮气开始是低温，常温压缩才方便，一个是就地取材，一个是舍近求远，哪个好？

! h. A' k" U' e5 `2 K( f! u空气作为原料气，本来就要降温，再作为热泵介质，算是“搭便车”；用氮气作热泵介质，那就要“配专车”了。哪种方法效率高？
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比如烧锅炉，无论你是烧煤、烧油还是烧天然气，热负荷是不能减少的。同样的，尤总将双塔改新单塔后，主冷热负荷是不能减少的。对于10000空分，进主冷氮气量34000时，氧纯度95%左右；进主冷45000时，氧纯度99.7%。空气潜热比氮气大7%，氮气循环量就要比空气大7%，从潜热看也是用空气好。
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% ^! {& V- b' I! _. ?6 e# B在自己熟悉的领域钻研，成功的可能性会更大一些。建议尤总不仅看一本《制氧技术》，西安交大和华中科技大的书也要看看，还有其他很多书和资料要看，任重道远。

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谢谢先生指点，有时间我会认真学习的。先生所讲的空气作为热泵循环工质的优势是正确的，但是先生忘了一点，那就是深冷空分最重要的课题是节能。至于先生将产品纯度和主冷凝器负荷直接挂钩，我己坦诚指出是不正确的，产品纯度本质上只和回流此和塔板数直接相关，而和主冷凝器热负荷间接相关。我记得先生有林德空分专用计算软件，毫无疑问它比AS卩EN一PLUS软件强大得多，我斗胆建议先生讨论精馏问题的时候，多用软件进行模拟运算，少用思辩的方法。我之所以在专利申请文件中犯了错误，就是因为当时没有软件，而有了软件这个错误也孰迅速得到了纠正，只不过已经无法修改了！

Sunqh

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7 s" G2 m  P; I0 H0 X+ A  V主冷热负荷直接影响回流比，精馏塔有最小回流比和最大回流比问题，不是只要塔板数就能包打天下的。
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有人信奉天道酬勤，也有人相信上天眷顾，得来全不费工夫，各人各种世界观。

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从精馏的角度来说，下塔是精馏塔的一部分，可以看做初步精馏。从热泵的角度来来说，下塔是热泵的一部分，其作用是挣以空气为循环工质的热泵分为两个开式热泵，一个是以氮气为循环工质的开式热泵和一个以富氧为循环工质的开式热泵！但这种转换造成了热泵有效能效率的下降。同样下塔的存在也使上下塔的总有效能效率只能达到百分之三十左右，大大瓜于新单塔专利流程的百分之五十左右。无论是下塔看做热泵的一部分还是精馏塔的一部分，其结果都是一样的。