外行学空分(203)一一复热常温压缩和深冷压缩(三)

Yb2021

   空气精馏过程是一个沸点相近的近似氧氮二元物系精馏分离过程，其中常压下氧氮的沸点差距13K，氧氩沸点差距仅3K！这也是所有深冷空分流程都是开式热泵供冷供热精馏流程的一个基本原因，也是无可奈何的唯一选择。
    既然所有的深冷空分流程都是开式热泵供冷供热精馏流程，那么理解不同的深冷空分流程最重要的问题是首先确认深冷空分流程中的开式热泵的类型。深冷空分流程有三个基本流程，一是古典单塔流程，二是双塔流程，三是新单塔流程。古典单塔流程是以空气为循环工质的开式热泵供冷供热精馏流程，新单塔流程是以氮气为循环工质的开式热泵供冷供热精馏流程，双塔流程是以空气为循环工质的一拖二开式热泵(一个是以氮气为循环工质的开式热泵，一个是以富氧空气为循环工质的开式热泵)供冷供热精馏流程！其中双塔流程和新单塔流程都存在一个以氮气为循环工质的开式热泵供冷供热因此都能实现氧氮完全分离，而古典单塔流程不存在一个以氮气为循环工质的开式热泵因此无法实现氧氮完全分离，而只能制取合格的氧气产品和污氮气（实际上是一个增加塔板和填料的蒸馏工艺方案）。
2 O, O' [0 S8 I- [; Z    与常规精馏过程相比较，从精馏角度而言，新单塔流程和标准常规精馏过程是完全一致的，而古典单塔制氧流程和蒸馏工艺方案是完全一致的，而古典单塔制氮流程和冷凝工艺方案是完全一致的！其间的区别仅仅在于新单塔流程和古典单塔流程以开式热泵供冷供热代替了常规精馏的蒸馏再沸嚣和冷却水冷凝器！双塔流程则是非常少见的精馏过程，形式上是双效精馏但又不是双效精馏，双塔流程是完全自热精馏流程当然也就不可能是双效精馏！但形式上和双效精馏几乎没有差别（还是有区别，双效精馏的高压塔是一个完整的精馏塔，而双塔流程的下塔是冷凝塔）。
4 o' J+ y" B9 B" J6 L9 T   一个完整的深冷空分装置中都存在三个既有联系又性质完全不同的过程，一个是精馏过程，一个是制冷和液化过程，一个是开式热泵供冷供热过程。其中制冷和液化过程和开式热泵供热供冷过程都是标准循环过程，而精馏过程在空分行业中也被叫做林德循环（在精馏术语中一般是不这样说的。)，而任何循环过程都存在循环工质的压缩问题，其中最常见的压缩过程在常温下进行，这就是复热（复冷）常温压缩！当然也可以选择在非常温下压缩，二者必选其一！对于深冷空分装置而言，所谓的非常温压缩其实就是深冷压缩！不然这个循环也就不存在了！
    在深冷空分装置中无论是膨胀制冷，还是用于精馏过程供冷供热的开式热泵还是所谓的林德循环都不是标准的循环过程！膨胀制冷的循环工质是空气，但空气膨胀后进入空分塔，回来的是精馏产品氧氮气！以空气为循环工质的开式热泵的循环工质是空气，回来的也是氧氮气，所谓的林德循环则更不知从何说起！
   在深冷空分装置中的膨胀制冷和以空气为循环工质的供冷供热开式热泵之所以不是标准的循环过程，是因为其循环过程和空气精馏过程的精馏原料空气和精馏产品氧氮气换热部分重合合并了！这样的好处是很大的，对于膨胀制冷而言，其循环工质热端温差损失就不存在了，但制冷循环工质的正返流阻力损失还是存在的！对于以空气为循环工质的开式热泵也是一样，其循环工质的热端温差损失也不存在了，但正返流阻力损失还是存在的。
5 H1 C2 {  J% y$ G  }    对于深冷空分精馏工艺方案而言，以氮气为循环工质的开式热泵供冷供热是实现氧氮完全分离的前提条件，而以空气为循环工质的开式热泵由于可以和精馏原料和精馏产品换热过程合并从而不存在循环工质的热端温差损失是有利方便的。