外行学空分(187)一一新单塔流程的双热泵工艺方案（七）

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: k) |8 A% D3 ^    以空气和氮气为循环工质的双热泵工艺方案，实际上有有两个可行的工艺方案，除了新单塔流程的双热泵基本工艺方案外，还有一个可行的比选工艺方案，简单叙述如下。
( u7 i9 t$ O. k4 R  O9 V7 X8 i5 L    空气经两段压缩后压力4.3bar，其中15%经涡轮增压后在主换热器中与返流气换热后进入膨胀机中膨胀制冷，膨胀机后的空气进入空分塔参与精馏，另外85%的空气经主换热器换热后进入设置在空分塔底部上的冷凝嚣中冷凝为液空，液空经与返流污氮气换热过冷后进入空分塔中部作为回流液。数量为氧气产量2.2倍的返流氮气常温下压缩至2.1bar，在主换热器换热后进入设置在空分塔液空入口处的冷凝器中冷凝为液氮，液氮与返流污氮气换热过冷后进入空分塔顶部作为回流液。从空分塔提馏段引出富氩馏分，在粗氩冷凝塔制取粗氩，粗氩冷凝器采用液空作为冷源。这个工艺方案最大的问题在于2.1bar的压力氮气无法用于用于精氩塔。其次在目前的工程条件下，冷凝器设置在液空入口处的开式氮气热泵热泵效率很低。所以不被选择作为新单塔流程的双热泵基本工艺方案。
    一旦采用以粗氩为循环工质的开式热泵提氩工艺方案，那么这个工艺方案的精氩塔问题就得到了解决。以粗氩为循环工质的开式热泵提氩工艺方案，精氩塔底部的再沸器采用粗氩冷凝，冷凝后粗氩进入精氩塔中部作为回流液，另外从精氩塔顶部加入少量的液氮，一方面氮气中氩气含量降低，另外一方面补偿精氩塔的散冷损失。
' B2 _  F5 m6 F* A   所以新单塔流程的叁热泵工艺方案就有两个基本工艺方案，其中氮气冷凝器设置在空分塔底部上基本工艺方案，是一个液体产品数量较大的工艺方案，而氮气冷凝嚣设置在空分塔液空入口处的工艺方案则是一个液体产品数量较低的工艺方案。
6 a; a! U2 O2 H& Z! h% W. T   氮气冷凝器设置在空分塔底部上的叁热泵工艺方案，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，该工艺方案的液氧产量将达到气氧产量的15%左右，这已经是双塔流程不采用增压机高压膨胀机工艺方案时液氧产品数量的上限，此时双塔流程空压机的出口压力已经达到8-9bar。氮气冷凝嚣设置在空分塔液空入口处的工艺方案，当装置的规模很小时，由于散冷损失大，设备性能参数和工程条件较差，这个时候需要提高空压机出口压力以增加制冷量实现冷量平衡(当然更合理的做法是选择新单塔流程的双热泵基本工艺方案)，当装置的规模增大，设备性能参数和工程条件改善后，液氧产量将达到氧气产量的5%以上。这个时候氮气冷凝器设置在空分塔液空入口处的工艺方案必须选择氮气深冷压缩的选择，只有在这样情况下液体产品数量才会接近于零。
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