外行学空分（241）一一深冷空分流程中制冷和液化（八）总结

Yb2021 · 发表于 2022-11-24 08:41:56

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本帖最后由 Yb2021 于 2024-1-3 08:46 编辑

前帖总结了制冷液化的定义，一般制冷液化的几个不同工艺方案及制冷的参数指标。下面总结一下深冷空分中的制冷和液化的基本状况。
五，前帖已经说过空气制冷和液化是深冷空分极为重要的组成部分，是空气开式热泵精馏启动的必要前提条件，也是维持空气开式热泵精馏稳态化运行的必要条件。但深冷气体的制冷和液化却是一个可以单独进行的热力学过程，其标准工艺方案是开式热泵一膨胀制冷联合工艺方案，在压缩机涡轮增压机等温效率70%，膨胀机绝热效率85%的条件下，其极限制冷液化效率在35%左右，实际液化效率在25%-30%之间。所谓开式热泵一膨胀制冷液化极限效率即在给定设备性能参数下，无正返流阻力损失，无换热温差损失，无散冷损失条件下的开式热泵一膨胀制冷液化效率。其效率高低和开式热泵一膨胀制冷液化工艺方案中的用于液化的原料气压力参数有极大的关系。
六，深冷空分中一般均采用精馏原料空气作为开式热泵一膨胀制冷液化工艺方案的循环工质，深冷空分中共有两个膨胀制冷工艺方案，一是所谓的高温膨胀机制冷工艺方案，即膨胀制冷后的空气进入下塔的工艺方案，二是所谓的低温膨胀机工艺方案，即膨胀机后的空气进入上塔的工艺方案。由于正返流阻力损失损失对高温膨胀工艺方案（应该叫做高背压膨胀工艺方案）的影响较小，对低温膨胀机工艺方案影响较大。
七，空分流程中的制冷和液化过程实际上是空气开式热泵一膨胀制冷联合工艺方案，膨胀制冷产生冷量，而空气开式热泵则吸收冷量提高冷量的品级（在冷量不变的情况下，提高冷量具有的冷能）实现液化。就深冷空分装置而言，膨胀制冷和热泵循环工质都是精馏原料空气，空气开式热泵一膨胀制冷液化的产品都是液空，然后一部分液空的冷量用于平衡主换热器热端温差损失及空分装置散冷损失，一部分转化为液氧，液氮，液氩。确定空分装置的开式热泵一膨胀制冷液化效率后，就可以运用液氧，液氮，液氩的冷能数据，计算出相应的扣除值，这是空分装置能耗核算的基础问题。但要在不同工艺方案，不同产品方案，不同设备性能参数，不同工程条件下确定合理的开式热泵一膨胀制冷液化效率是非常困难的问题。
八，空分装置是开式热泵精馏和开式热泵一膨胀制冷液化联合装置，在以标准状态气氧单耗为能耗核算核心指标的前提下，以边际气氧液化单耗作为液氧核算扣除值是非常有道理的（现在空分装置的能耗核算实际上就是这样做的），而在一般情况下，边际气氧液化单耗和同样设备性能参数及工程条件下的气氧实际液化功差距不大，如果出现重大差距（现在实际上就是这种情况），就需要对标准工艺方案及实际液化功计算过程进行反复比对，以确定问题所在！而不能简单地采用边际气氧液化单耗作为液氧产品核算扣除值。

Sunqh · 发表于 2022-12-2 08:28:49

普莱克斯提供给北京氧气厂的空分液化联合设备参数，还是30年前的产品，可以与尤氏单塔比较一下液化单耗。Praxair氮气液化单耗0.605kWh/Nm3，液化效率0.27/0.605=45%；尤氏单塔氧气液化单耗1.3kWh/Nm3，液化效率0.25/1.3=19%。一个效率45%，一个只有19%，相差太多了，尤氏单塔比国产空分还差太多，更不要说与世界先进水平比了。

Praxair这套联合装置是空分与液化器并列，液化器只是利用空分生产的常温低压氮气，然后液化器生产的部分液氮产品再返注空分塔转化为液氧，当然不返注液氮也行，相当于空分和液化独立。现在的全液体空分，将空分和液化合并，效率更高。

30年前空分上塔还用筛板板，而且是加氢制氩，所以制氧单耗偏高。

Yb2021 · 发表于 2022-12-4 09:40:51

请先生就事论事，不要东拉西址！另外不存在先生所讲的单塔流程液氧扣除值1.3KWh每立方米液氧的问题，只有在特定工艺方案，特定设备性能参数及工程条件下，液氧核算扣除值的问题。具体空分装置液体产品核算扣除值应该根据具体工艺方案，设备性能参数及工程条件进行具体计算后确定！而不同的工艺方案对制冷（液化）效率影响极大！至于讲到液氮扣除值0.607kWh每立方米液氮，是先进还是不先进，在明确工艺方案，设备性能参数及工程条件及核算办法的情况下，无法做出判断。