(1)氮?dú)庋h(huán)增壓內(nèi)壓縮流程優(yōu)缺點(diǎn)?
德國林德公司于20世紀(jì)70年代開發(fā)了臺液氧泵內(nèi)壓縮流程的空分設(shè)備。但這套用于印度Navmada一家化肥廠的35100m3/h空分設(shè)備,不是目前通用的利用空氣增壓機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣作為熱源在主換熱器內(nèi)汽化高壓液氧,而是采用氮?dú)庋h(huán)增壓機(jī),將壓力塔頂部的氣氮經(jīng)換熱器復(fù)熱后,再經(jīng)氮?dú)庋h(huán)增壓機(jī)壓縮成高壓氮?dú)?,高壓氮?dú)膺M(jìn)入高壓換熱器汽化液氧,而自身被液化后再循環(huán)進(jìn)入壓力塔。時(shí)隔3年后的1979年,林德公司向我國的浙江鎮(zhèn)海煉油廠、寧夏化工廠和烏魯木齊化肥廠提供的3套28000m3/h空分設(shè)備中,又一次推出了采用氮?dú)庋h(huán)增壓機(jī)的液氧泵內(nèi)壓縮流程。?
當(dāng)時(shí)不采用目前普遍使用的采用空氣增壓機(jī)的內(nèi)壓縮流程,而采用氮?dú)庋h(huán)增壓機(jī)的內(nèi)壓縮流程的主要原因有兩個(gè):(1)這3套28000m3/h空分設(shè)備采用的還是切換式換熱器凍結(jié)法清除空氣中的水分和二氧化碳的流程??諝膺M(jìn)冷箱之前還沒有一股干燥并含極微量二氧化碳的空氣,如采用未凈化的空氣作為增壓空氣,那么這股空氣在與返流的低溫介質(zhì)進(jìn)行熱交換時(shí),空氣中的水分及二氧化碳必然會凍結(jié)在高壓空氣通道中。而將出冷箱的低壓氮?dú)鈮嚎s至所需的壓力,再送入主換熱器,就避免了這個(gè)問題。(2)由于這3套空分設(shè)備要求的生產(chǎn)能力:壓力為9.6MPa的氧氣28000m3/h和壓力為8.OMPa的氮?dú)?7000m3/h。經(jīng)當(dāng)時(shí)計(jì)算,氮?dú)獬鲅h(huán)增壓機(jī)的壓力達(dá)12MPa。因而采用氮?dú)庋h(huán)增壓機(jī)不僅解決了汽化高壓液氧的熱源,還滿足了用戶對高壓氮?dú)獾囊?,比采用空氣增壓機(jī)節(jié)省了1臺大流量的高壓氮壓機(jī),大大節(jié)省了設(shè)備的投資。?
但是,如果能有一股從原料空氣壓縮機(jī)來的凈化空氣作為汽化高壓液氧的熱源,那么采用氮?dú)庋h(huán)增壓內(nèi)壓縮流程有很大的缺點(diǎn),即與空氣增壓內(nèi)壓縮流程相比,它的能耗較高,主要有以下幾點(diǎn)原因:??? ??? (1)氮?dú)庥糜趽Q熱和冷凝,其性能比空氣差。例如空氣冷凝溫度比氮?dú)饫淠郎囟雀撸绻_(dá)到同樣的冷凝溫度,就要使氮?dú)獾脑鰤簤毫Ω哂诳諝獾脑鰤簤毫?;空氣的冷凝熱也要比氮?dú)獾母撸瑯拥母邏阂貉跛璧牡獨(dú)饬恳惨瓤諝饬看蟆?
(2)空氣增壓流程氣體在主換熱器內(nèi)的不復(fù)熱損失要小于氮?dú)庋h(huán)增壓流程的不復(fù)熱損失。因?yàn)椴捎每諝庠鰤毫鞒蹋@部分空氣僅僅是1次進(jìn)入主換熱器,因而它的不復(fù)熱損失僅僅是1次;而氮?dú)庋h(huán)增壓流程,其氮?dú)庾鳛樵峡諝獾囊徊糠诌M(jìn)入主換熱器,形成了次的不復(fù)熱損失,出主換熱器的氮?dú)庠鰤汉笥诌M(jìn)入主換熱器,造成了第二次的不復(fù)熱損失。?
(3)由于氮?dú)庋h(huán)增壓流程需要從精餾塔中抽取大量的氮?dú)庾鳛檎舭l(fā)氧氣的氣源,其氣量相比于空氣循環(huán)要大得多。直接從中壓塔頂部抽取的氮?dú)饬刻啵瑫绊懢s塔內(nèi)的回流比,破壞原先良好的精餾效率,導(dǎo)致產(chǎn)品氧氣、氬氣的提取率迅速下降,空氣壓縮機(jī)流量增大,整套裝置能耗增高。正因?yàn)榈獨(dú)庋h(huán)增壓流程具有能耗高的缺點(diǎn),在出現(xiàn)了常溫吸附凈化空氣流程后,空氣增壓的內(nèi)壓縮流程代替了氮?dú)庋h(huán)增壓的內(nèi)壓縮流程。?