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1、专题综述 文章编号:100929425(2004)0220006204空气低温分离技术的某些进展夏 葵,姚艳霞,林韶宁,王 可,侯 予,陈纯正(西安交通大学制冷与低温工程系,西安市咸宁西路 710049) 摘要:本文结合大型制氧机流程的发展,以全低压外压缩流程、内压缩流程及一种在空分上塔和下塔间设置闪蒸分离器/塔的新流程为例,简要介绍了空气低温分离技术的发展。关键词:空气低温分离;技术发展;外压缩流程;内压缩流程中图分类号:TB65717文献标识码:ASomeadvancesincryogenicairsep
2、arationtechnologyXiaKui,YaoYan2xia,LinShao2ning,WangKe,HouYu,ChenChun2zheng(InstituteofRefrigerationandCryogenicEngineering,XipanJiaotongUniversity,WestXianningRoad,Xipan710049,Shannxi,P1R1China)Abstract:Theadvancesincryogenicairseparationtechnologyaredescrib
3、edinbrief,takingsomeprocessesinnovatedinthedevelopmentofthetonnageairseparationplantsasexamples,suchasfulllowpressureprocesswithexternalcompression,fulllowpressureprocesswithinternalcompression,andanovelprocesswithaflashseparator/columninstalledbetweentheuppe
4、rcolumnandthelowercolumn.Keywords:Cryogenicairseparation;Technicaldevelopment;Processwithexternalcompression;Processwithinternalcompression1 前 言做简要介绍。空气分离的方法可分为低温和非低温两种,其2 空气低温分离技术的发展中非低温空气分离方法包括吸附、膜分离、化学分211 空气低温分离工艺简介离法。由于目前在大规模制取氧、氮气液产品,尤空气低温分离利用多塔低温精馏工艺从压
5、缩空其是高纯度产品方面低温分离法具有无法取代的竞气中制取高纯度的氧、氮、氩产品。流程中的空气争优势,而且只有低温分离法才具有可同时生产氩净化单元用于除去压缩空气所含的杂质,包括水、等稀有气体产品的能力,故低温法在空气分离的工CO2、碳氢化合物等。净化后的空气经换热器被冷业应用中占据非常重要的地位。距今为止,空气低却至低温,在精馏塔中可分离为氧、氮、氩等产温分离技术已经取得很大的发展。早期的发展主要品。装置所需冷量由压缩空气或压缩氮气膨胀做功为:产品提取率的提高、原料空气的净化、换热器制取。效率的提高、装置的优化控
6、制、压缩机和膨胀机效根据气态产品的加压方式可将空气低温分离流率的提高等。最近的发展着重于填料精馏塔的使程分为外压缩和内压缩两种类型。在外压缩流程用、分子筛吸附器用于空气的净化、计算机模拟和中,空分装置生产的气态产品的温度接近于环境温控制、单元设备机械效率的提高等。本文结合大型度,因其压力仅比大气压力稍高,故需要通过压缩制氧机流程的发展对空气低温分离技术的发展状况收稿日期:2003203208;修回日期:2003210214作者简介:夏葵(1971— ),女,原安徽马钢气体公司工程师,现西安交通大学制冷与低温工程系
7、硕士研究生。·6·CryogenicTechnology№22004深冷技术 2004年第2期夏 葵,姚艳霞,林韶宁等:空气低温分离技术的某些进展专题综述机将其压缩至用户所需压力。在内压缩流程中,用论塔板数,故采用筛板塔的氧、氩分离只能将氩中液体泵将来自精馏塔的产品液体提压,再送入换热的含氧量降至2%,还需加氢进一步除氧。而规整-6器汽化、复热后出空分装置。其中用液体泵将产品填料的使用使得粗氩塔能完成(1～2)×10的氧液体泵至用户所需压力的流程为全内压缩流程;在的分离,其流程简图见图2。装置内将产品液体压力提升
8、至一中间压力的流程为低温液体泵取代离心压缩机进行气态氧、氮产部分内压缩流程,此种流程可降低离心压缩机的压品压缩的流程为内压缩流程,该流程尤其适用于为缩级数。以含碳物质为燃料的制氨装置提供高压氧、氮。212 大型制氧机流程的发展图3为液氧内压缩流程简图。在此流程中,液产品产量达到或超过100吨/天的装置被称为氧从上塔底部抽出,用液氧泵将其升至用户所需压吨级制氧机。其典型低压
