外行学空分(185)一一新单塔的双热泵工艺方案(五)

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   前面两帖子简单说明了新单塔流程的双热泵工艺方案的基本工艺方案及另一个双热泵工艺方案，当然这个新单塔流程双热基本工艺方案并不是最终的工艺方案，也存在一些问题，仍需要进一步的改进。
  z. Y' J% x2 i$ V- n/ w, G- H' p/ s9 \  第一个问题是这个新单塔流程的双热泵基本工艺方案随着空分装置的规模增大设备性能参数和工程条件的提高，其液氧产量将达到氧气产量的10%-15%！即使采用新单塔流程的双热泵工艺方案的液体产品数量较低的比选方案其液氧产量也将达到氧气产量的5%左右，新单塔流程基本双热泵工艺方案液体产品数量更高！其中新单塔流程基本工艺方案的液体产品比例已经超过双塔流程不采用增压机高温膨胀机情况下所能达到的液体产品数量的上限！即使是新单塔流程的双热泵工艺方案的比选方案其液体产品数决定也有不低的液体产品数量。
   第二个问题是新单塔流程的双热泵基本工艺方案中，粗氩冷凝器的冷源是液空，这样粗氩冷凝器的换热器温差较大，不是很合理，这里有节能的潜力。
; v, g% b. n$ [& b) y   第三个问题是新单塔流程的双热泵基本工艺方案在空分塔理论塔板数有限的情况下，随着产品纯度的提高，空分塔的精馏效率仍然较低仍然有改进的空间。精馏技术经历了三个阶段一一蒸馏技术阶段，精馏技术阶段，开式热泵精馏阶段。每后一阶段都包涵了前一阶段的精馏技术！其中蒸馏技术可以认为是提馏段全回流理论塔板数为一，精馏段无回流液的精馏特例。而常规精馏则可以认为是开式热泵精馏(单热泵及多热泵技术)中的单热泵精馏流程。相对于开式热泵精馏(单热泵及多热泵技术)的精馏效率总是高于标准常规精馏工艺方案，这也是开式热泵精馏(单热泵及多热泵技术)是精馏节能的最重要方向的根本原因！
. f1 C2 W4 E0 m8 C+ z   当然还存在一个更加重要的问题，那就是新单塔流程的两个基本工艺方案都是从精馏角度考虑问题，而没有考虑在这样的工艺参数下，空气开式热泵一膨胀制冷液化效率的高低，这是对空分装置能耗影响极大的问题，同时又是双塔流程，古典单塔流程，新单塔流程共同存在的一个问题，前帖已经做了简单的说明，后面会再进行详细的讨论。
    从精馏技术发展历史来看，由蒸馏向精馏转变是一次飞跃，而在标准常规精馏的基础上，双效精馏及多效精馏是渐进的改进，双效精馏的效率高于标准常规精馏，多效精馏的效精馏又高于双效精馏。由标准常规精馏而出现完全自热精馏即开式热泵精馏流程又是一次飞跃。双热泵及多热泵技术则是渐进的改进过程，双热泵精馏效率高于单热泵精馏，多热泵精馏的效率又高于双热泵精馏。单热泵及多热泵技术是对标准常规精馏和双效及多效精馏技术的替代，二者不并行，在沸点在环境温度以上的精馏过程，能运用单热泵及多热泵技术(前提是解决热泵压缩机)的，则采用单热泵及多热泵精馏，无法解决热泵压缩机则只能退而求次采用双效精馏及多效精馏。单热泵及多热泵技术运用的难点在热泵压缩机，双效及多效精馏的问题是必须采用压力不同的两个及多个精馏塔，压力提高对精馏是不利的，而两个及多个压力不同的精馏塔也增加了流程的复杂性和工程造价！在沸点在环境温度以下的精馏过程，开式热泵精馏是唯一可以实现工业化大规模生产的精馏组织方案，而运用多热泵精馏技术进一步降低能耗则是题中应有之义。

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常规精馏流程可以认为是开式热泵精馏流程的单热泵精馏的特例。