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为什么内压缩流程能将膨胀空气送人下塔?

   2013-01-31 1277
核心提示:如图10所示,内压缩流程中,冷箱容器内的液氧通过液氧泵6升压、经过高压换热器4与高压空气进行热交换,被复热、气化后直接从冷箱
 如图10所示,内压缩流程中,冷箱容器内的液氧通过液氧泵6升压、经过高压换热器4与高压空气进行热交换,被复热、气化后直接从冷箱出口得到高压氧气。
    该流程的特点为冷箱出口的产品压力即为使用要求压力,所以,根据用户要求的压力不同,设计的换热器所需承受的压力也不同。从换热的角度看,液体在临界压力以上的气化过程与临界压力以下时有很大的不同。前者当温度达到临界温度时,直接由液态变为气态,没有相变的阶段;而后者在达到饱和温度(低于临界温度)时,有一个维持温度不变的气化阶段。而正流空气在换热器中被冷却的过程是没有相变的。
    为了使二者在换热器内有尽可能小的传热温差,通过理论计算,对于低于临界压力时的液氧气化,要求通过高压换热器的空气流量大于氧气流量,并且,最佳压力为氧气压力的2~2.3倍;超过临界压力时为1.3~1.6倍,如图11所示。因此,当产品氧压力为2.94MPa时,取空气的压力为6.3MPa。而主空压机1的压力是满足下塔所需的压力,在0.55MPa左右。为此,必须配置有增压机2来提高空气压力,它可与增压膨胀机侧的增压机结合起来设置。
    由于增压后的压力很高,这部分流程相当于中压循环,将增压气体供给膨胀机后通至下塔已有足够的压降和单位制冷量,所以,可将主空压机出口的空气分为三部分:一部分在主交换器5中冷却后进入下塔精馏;第二部分在增压机中增压至6.3MPa,经高压换热器环流通道冷却后进入透平膨胀机,膨胀压力为0.55MPa,空气进入下塔;第三部分在增压机中增压至6.3MPa,在高压换热器4中冷却到饱和温度,然后通过节流阀7减压至0.50MPa,呈液态空气进入下塔中部,增加下塔下部的回流比,并减少下塔上部的上升蒸气量,提高下塔的氮纯度,同时减少了主冷的冷凝量,减少上塔回流液,使氧提取率提高。此流程适用于特大型空分设备,膨胀量的增减对氧、氮、氩纯度影响较小,但对增压机、膨胀机等设备精度要求较高,该流程氧提取率大于98%。
 
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