为什么内压缩流程能将膨胀空气送人下塔?

2022-09-22 分类: 技术问答阅读:176 关键词: 压缩下塔

答：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%。