为什么设置液空、液氮过冷器可以减少液体节流后的气化率？

2022-09-22 分类: 技术问答阅读:262 关键词: 液氮可以减少液体气化

答：下塔节流到上塔的液空、液氮是作为参与上塔精馏的回流液，希望进入上塔时尽量减少气化的比例(叫“气化率y”)。

出下塔的液体是下塔压力所对应的饱和液体，液氮的饱和温度约为～177℃；液空的饱和温度约为-173℃。根据节流过程的特点，节流前后的能量(焓)不变，但节流后由于压力降低，对应的饱和温度也降低。低压饱和液体的比焓(h′2)比节流前的液体比焓(h1)要小，所以，必定有部分液体(y)气化成低压饱和蒸气，其焓值为h″2，使气、液二者的能量之和维持不变。即

h1=(1-y)h′2+yh″2

y=(h1-h′2)/(h″2-h′2)

或者说由于部分液体气化需要吸热，从而使节流后温度降低。一般，空分塔中的饱和液体节流后的气化率y可达17%～18%。

过冷器是利用出上塔的低温气体来冷却出下塔的饱和液体，使之温度降低到低于饱和温度。这种温度低于饱和温度的液体称为“过冷液体”；比饱和温度低的温度叫“过冷度”。通常，经过过冷器后液体有6～7℃的过冷度，相应的液体具有的能量(焓h1)也减小。由于上塔的压力一定，节流后的低压饱和液体的温度和比焓(h′2)以及饱和蒸气的焓(h″2)维持不变。即上式中只使得分子(h1-h′2)的值减小，分母(h″2-h′2)维持不变，相应地使气化率降低。通常在上述的过冷度下，气化率可降至11%左右。