外行学空分(114)一一一点心得(7)

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    深冷空分从原理而言，除了压缩系统，精馏原料空气纯化系统外，可以分为空气开式热泵一膨胀制冷液化部分，空气精馏本体部分（根据产品方案的不同。又分为氮一氩氧精馏工艺方案近似氧氮精馏工艺方案，氧氩氮依次精馏工艺方案，经隔板模型优化组织的依次精馏工艺方案和经隔板模型优化组织后的依次精馏工艺方案简化版），开式热泵供冷供热方案！将开式热泵供冷供热系统从深冷空分装置中单独分离出来加以讨论，不但在理论上具有非常重要的意义，而且在实践中也有极大的启示作用。理论上只有把开式热泵供冷供热系统从深冷空分流程中分离出来，才有可能理解深冷条件下的精馏过程是如何组织是如何进行的，供冷供热是如何实现的！把开式热泵供冷供热系统从深冷空分流程中单独分离出来，所谓的双塔流程其实是以空气为循环工质的一拖二开式热泵精馏流程也就一目了然了，而所谓的新单塔专利流程也就呼之欲出了（实际上就是标准常规开式热泵供冷供热精馏工艺方案）。把开式热泵系统供冷供热从深冷空分流程中单独分离出来，也就会发现所谓全低压双塔流程和新单塔专利流程其实在精馏本体上而言都是单级常压精馏塔！而所谓的双塔流程的下塔其实是以空气为循环工质的供冷供热开式热泵的一个组成部分，其作用是把一个以精馏原料空气为循环工质的开式热泵供冷供热系统转化为两个开式热泵供冷供热系统，一个是以氮气为循环工质的开式热泵供冷供热系统，一个是以富氧为循环工质的开式热泵供冷供热系统，这样新单塔流程和双塔流程从精馏角度来说也就统一起来了！再也不会出现氧氮二元物系只能在双级精馏塔才能实现完全精馏分离，而在单级精馏塔中只能制取单一氧组分产品或者氮组分产品这样令人哭笑不得的奇谈怪论！把开式热泵供冷供热系统从深冷空分流程中单独分离出来还有另一个重要的意义，那就是为多热泵技术的运用开拓了思路，为提氩流程和制取高纯氧氮气组分产品提供非常重要的启示。
  提氩流程中的原料气无论是含氩4.5%，含氧95%及少量氮气还是含氩10%，含氧90%及少量氮气其实都是氮氩一氧精馏塔近似氧氩精馏塔。为什么提氩流程不采用和双塔流程一样的精馏组织方案，而采用和常规精馏流程一样的精馏组织方案呢？因为它可以有主装置可依托，可以有主装置的液体用于补充冷损，可以有主装置的压力空气氮气富氧空气作为再沸器（空分术语中又称为冷凝一蒸发器）的热源，可以用主装置的液空，液氮，富氧液空作为冷凝器（空分术语中又称为蒸发一冷凝器）的冷源。当然这样来安排提氩流程是非常精妙的，也是非常复杂的，使提氩成为深冷空分装置中设计最困难运行最复杂的部分，这其中有一个很重要的原因，那就是没有认识到深冷空分主装置是一个开式热泵供冷供热精馏流程，更没有发现新单塔专利流程（其实就是标准开式热泵精馏工艺方案）！一旦认识到深冷空分主装置是一个开式热泵供冷供热精馏流程，除了双塔流程以外还存在一个新单塔专利流程，那么对提氩流程就会有新的考虑。放弃精妙复杂的现有流程，而直接采用和新单塔专利流程一样的提氩工艺方案。新的提氩流程在前帖中已经做过专门介绍后面还会进行详细讨论就不重复了。
    把供冷供热开式热泵系统从空分流程中单独分出来，还有一个非常重要的意义，那就是加深了对空分装置制冷及冷量平衡的理解。在没有把开式热泵系统单独分出来之前，我们对深冷空分流程中的制冷和冷量平衡的认识仅限于等温焓差和膨胀制冷及所谓的高温高焓降！当把开式热泵单独分出来后，除了认识到深冷空分中的精馏是开式热泵供冷供热精馏外，也会认识到，空分装置是空气开式热泵精馏和空气开式热泵一膨胀制冷液化的联合装置，所谓的冷量平衡本质上是深冷液体平衡，所谓高温高焓降实现，取决于空气开式热泵一膨胀制冷液化中的开式热泵循环工质（用于液化的正流空气压力）的压力大小，压力越高越能实现高温高焓降！就会对所谓的全低压空分流程是否优化产生重大的质疑，关于这个问题，将在后面详细讨论，这其实是一个重大的问题，关于液体产品核算扣除值的不同认识其实都是由此而引发。
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Yb2021

将热泵从深冷空分流程中单独分离出来，除了提氩流程之外，还有一个非常重要的意义，那就是对双塔流程中下塔的作用有了更深刻的认识，在没有将热泵从深冷空分流程中单独分离出来的时候，一般为下塔对空气进行了初步的精馏分离，但将热泵从深冷空分流程中单独分离出来的时候，下塔只是热泵的一个组成部分，实现了热泵由空气循环向氮气和富氧空气两个热泵循环的转换，作为循环工质的氮气和富氧空气最后还要混合为空气，这个在开式热泵中看不清楚，一旦将开式热泵还原为闭式热泵也就一目了然了，所以下塔对空气进行初步精馏的作用是不存在的。

Yb2021

双塔流程的提氩流程是和主流程紧密联系在一起的，提氩到底需要多少能耗是一笔糊涂帐，现在提氩流程不再和主流程分开了，很多的事情就清楚了。

学无止境_d7S3X

感谢分享！！！！！！！！

Yb2021

  理论认识的深化的最重要的意义在于提供了新的可供比较选择的方案。

macao

看看，学习学习

Yb2021

  空气精馏能耗包括原料空气的输送能耗。补偿主换热器冷热端换热温差形成的冷量冷能损失。空分装置散冷损失的空气开式热泵一膨胀制冷液化功耗，最重要的部分就是开式热泵供冷供热功耗，不把开式热泵供冷供热部分从空分装置中分解出来，如何计算精馏过程的能耗，如何能有针对性对开式热泵供冷供热方案进行改进和优化？！