《内压缩流程技术》doc版

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1、内压缩流程技术内压缩流程技术内压缩流程技术内压缩流程是空分设备的一种工艺流程组织方式，是相对于外压缩流程而言的。外压缩流程就是空分设备生产低压氧气，然后经氧压机加压至所需压力供给用户，也称之为常规空分。内压缩流程就是取消氧压机，直接从空分设备的精馏塔生产出中、高压力的氧气供给用户。该流程与常规外压缩流程的主要区别在于，产品氧的供氧压力是由液氧在冷箱内经液氧泵加压达到，液氧在高压板翅式换热器中与高压空气进行热交换从而汽化复热回收冷量送出冷箱。   目前,大型化工空分用户和有较大液体需要量的冶金空分用户，都采用内压缩流程。   1内压缩流

2、程型式   1.1按应用领域分   按氧气用在冶金领域还是化工领域分为冶金型和化工型。   冶金型行业一般对氧气、氮气产品压力要求在3.0MPa左右，大多采用空气循环、膨胀空气进下塔的氧内压缩流程，采用增压空气压缩机+液氧泵+中压换热器取代氧气透平压缩机。   化工型行业氧气产品压力一般在4.5~10.0MPa。目前开发的流程型主要有：氮气循环单泵内压缩流程，空气循环双泵内压缩流程，空气循环单泵内压缩膨胀空气进下塔流程，空气循环单泵内压缩膨胀空气进上塔流程。   1.2按制冷循环介质分   按制冷循环介质分有空气制冷循环和氮气制冷循环

3、两种型式。   空气制冷循环以一股正流压缩空气为热源，在主换热器中与被加压的液氧进行热交换。在液氧复热、汽化的同时，将液氧的低温冷量转换为同一低温等级空气的冷量,使这股压缩空气冷却和液化，实现空分设备的冷量平衡。   氮气制冷循环是采用氮气作为循环介质来吸收和转化加压液氧的低温冷量。但由于氮气冷凝温度和潜热均比空气小，这就决定了汽化同样数量的加压液氧，需要被加压的氮气量比空气量更多且压力更高，不是很经济，故用循环氮气作为加热气体的内压缩流程用得较少。   1.3按膨胀空气进行入精馏塔的位置分   目前国内外空分制造厂家所采用的内压缩流

4、程绝大部分是空气增压流程。按膨胀空气进行入精馏塔的位置分为两种型式：一种是膨胀空气进上塔，另一种是膨胀空气进下塔。   膨胀空气进上塔流程，主要针对产品液体量需求不大的用户，产品液体总量一般是产品氧气量的3~5%。它的优点是：流程简单；采用常规增压透平膨胀机，操作方便；中压换热器单个设计，可靠性高，液氧不会产生偏流；装置的氧氩提取率大致与常规外压缩空分相当。   膨胀空气进下塔流程，是目前国内制造的内压缩流程空分设备中比较典型的流程，主要针对产品液体量需求大的用户，产品液体总量可达到产品氧气量的10%以上。它的优点是提取率高，如氩的提

5、取可达到90%以上。   2特点   内压缩流程是相对于外压缩流程而言的。与外压缩流程相比，内压缩流程主要的技术变化在两个部分：精馏与换热。外压缩流程空分是由精馏塔直接产生低压氧气，再经主换热器复热出冷箱；而内压缩流程空分是从精馏塔的主冷凝蒸发器抽取液氧，再由液氧泵加压至所需压力，然后再由一股高压空气与液氧换热，使其汽化出冷箱作为产品气体。可以简单地认为，内压缩流程是用液氧泵加上空气增压机取代了外压缩流程的氧压机。   2.1安全性提高   氧压机在设计制造中需要考虑的安全因素较多，用液氧泵取代了氧压机后，将压缩过程中的危险取掉了，安

6、全性提高。   2.2占地面积小   内压缩流程中的空气增压机压缩机可以单独设置，也可以与主空压机连体设置，都可以减少占地面积。用循环氮压机的内压缩流程，也可以与氮压机合二为一。另外还取消了氧压机的占地面积。对用地紧张的新上项目和改扩建项目很适合。   2.3易于维护   用液氧泵取代了氧压机，氧压机的制造和维护都要求高，液氧泵相对就方便多了。   2.4满足不同压力产品的需要   对化工产品用户，氧压力、氮压力高，氮产品压力等级多，氮产品温度高，装置规模大，采用内压缩流程，可降低投资成本，设备可靠性高。   2.5现场供气和同时出售

7、液体产品时竞争力大   对许多采用管道现场供气方式的气体公司，在经营现场供气业务的同时，通常还出售大量的液体产品。在这样的情况下，内压缩流程空分就在运行成本上有较大的优势。大中型空分设备流程的发展从1958年我国试制成功第一套3350m3/h空分设备以来，大中型空分流程已经历了铝带蓄冷器冻结高低压空分流程、石头蓄冷器冻结全低压空分流程、切换式换热器冻结全低压空分流程、常温分子筛净化全低压空分流程、常温分子筛净化增压膨胀空分流程、常温分子筛净化填料型上塔全精馏制氩流程。各流程简介如下：      1铝带蓄冷器冻结高低压空分流程(简称第一

8、代空分)   铝带蓄冷器冻结高低压空分流程是我国最早的大中型空分设备的主导流程，标志着我国在空气分离设备的制造已实现了从小型向大型的飞跃发展。   典型产品：3350m3/h(20℃状态)空分设备，这是我国第一代空分产品