本帖最后由 Sunqh 于 2023-3-15 21:25 编辑
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在双塔流程中增加液体产量
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在普通全低压双塔流程中,膨胀空气占比11%是由上塔底的氧气量和纯度决定的,这种流程的上塔上部仍然存在一定量的多余回流液。如果在双塔流程中对部分空气增压后再膨胀,就能多产液体。我可以用这种方法调整到上塔回流比与你的相同,然后看用部分空气增压膨胀的方法多产液体能耗如何。
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( A% a8 H8 x" H8 O首先尤氏单塔空气量50000,氧气量10000,氩400(这个偏大了,不管它,相同就行),那么生产氮气(含污氮)量是50000-10000-400=39600,你循环氮气液化量是22000,那么出上塔氮气总量是39600+22000=61600,液气比22000/61600=0.357143
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3 a# W2 X* p. e2 R: A. Q0 B) d普通空分出上塔氮气50000-10000-400=39600,与你的回流比相同,所需回流液氮量39600*0.357143=14143$ A$ C! O+ M5 z1 N( J
4 r: Z; W! {3 ?2 w当下塔有21%贫液空进入时,下塔最小液气比减小至0.45左右(这个可以计算出来),实际液气比可以取0.50,即提供给上塔顶的回流液氮量是进下塔空气量的50%,这样需要进下塔空气量是14143/50%=28286+ Y% Q* r' h+ z/ V* C
2 ?6 ?2 c! N& C- T- `7 O H1 ]* n原来的11%膨胀空气保持不变,那么可以用来增压液化的空气量是50000*0.89-28286=16214,将这些空气增压至23.396bar,所需功耗是16214/10*log(23.396/5.5)=1020kW
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9 A+ x/ L8 Q% ^# f6 K5 ~所需液化的16214空气经膨胀机增压侧增压后,压力升至38bar,这个后面有计算。我不占你便宜,你在主换热器液化流量2500压力38bar的空气,我也液化这么多。. Z$ r# }% M+ m! v5 U: G+ `
- F8 }/ q* v( d* ~4 l3 c膨胀空气量16214-2500=13714,膨胀到4.45bar,再进入主冷冷凝。膨胀前温度173.44K,等熵膨胀功是13714*101.3*173.44/273.15*(1.4/0.4)*((4.45/(38-0.1))^(0.4/1.4)-1)/3600=-392.57kW,负数表示输出功。+ C. q6 F4 \, } s. h. A3 C4 C
% d* {2 o. X9 k& `$ T- D0 I膨胀机效率取87%,这个效率是国内先进,国外一般,国外先进的目前90~91%,那么实际膨胀功是-392.57*0.87=-341.54kW
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( ]- X/ h; `: p% z% u- A膨胀机增压侧所需功耗是16214/10*log(38/23.396)=341.54kW,与以上膨胀功正好相等。
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3 l5 d7 _+ h# ?6 e w# I0 k可以计算出,膨胀后空气温度100K,这个用p2/p1=(T2/T1)^(1.4/0.4)容易计算出,实际上,以上的膨胀前温度173.44K正是在假定机后温度100K时推出的。/ A6 `6 q: l0 y% Q" v
: I+ c+ n% Y; }# y: j液氧单位冷量是0.16kWh/Nm3,那么增加液氧产量就是341.54/0.16=2135Nm3
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0 e4 z4 {& H0 j# {' m0 ]' N氧气液化单耗:1020/2135=0.478kWh/Nm3,比尤总的方法能耗低多了。3 C- z+ r0 ]; M6 M& r$ O5 J
- ]2 F9 P5 X4 N/ C, G V! h1 q7 s8 w上塔下部回流液量没变化,因此氧纯度等不受影响。这个计算除了空气冷凝压力以外,并没有用到软件。尤总想搞空分流程开发,不仅空分知识要学习,计算能力也需加强。
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