中型液体空分设备流程分析与选择-

1、3设计制造3收稿日期:2009204220作者简介:张琼,女,1977年生,2000年毕业于浙江大学化工机械专业,现为杭州川空通用设备有限公司技术部部长。中型液体空分设备流程分析与选择张琼,郝迅,杨美原(杭州川空通用设备有限公司,浙江省杭州市余杭区临平镇联胜村311100摘要:介绍了常规中压循环液体空分设备与低压循环液体空分设备的5种流程形式,结合2500m 3/h 液体空分设备,对5种流程形式的技术参数进行了比较,并提出了一些液体空分设备流程选择建议。关键词:液体空分设备;中压循环;低压循环;流程选择中图分类号:TB65717文献标识码:BAnalysis and selection of

2、process of middle 2sizedliquid 2air separation deviceZhang Qiong ,Hao Xun ,Yang Meiyuan(Hangz hou Chuankong General Equi pment Co.,L t d.,L iansheng V illage ,L i npi ng Tow n ,Y uhang Dist rict ,Hangz hou 311100,Zhejiang ,P.R.Chi na Abstract :Five types of process for routine medium 2pressure circu

3、lation liquid 2air separation device and low 2pressure circulation liquid 2air separation device are discussed and in combination with 2500m3/h liquid 2air separation device their technical parameters are compared and selection of process for some liquid 2air separation devices is suggested.K eyw or

4、ds :Liquid 2air separation device ;Medium 2pressure circulation ;Low 2pressure circulation ;Selection of process前言随着工业快速发展,空分市场需要大量液体产品,以便贮存及远程运输。为了占有液体空分设备市场更大的份额,空分设备生产企业一直围绕节省投资成本和节能降耗两个目标进行液体设备流程和技术的开发和研究。根据国际市场信息,在国内岛屿与西部山区等交通不便地区以及东南亚和其他发展中国家,对5080t/d 等级液体空分设备的需求量较大。下面对5种液体空分设备的流程形式作一介绍和比较,供选型

5、参考。1全低压氮气循环流程111双膨胀全低压污氮气循环、污液氮进上塔流程双膨胀全低压污氮气循环、污液氮进上塔流程如图1所示。循环污氮气经膨胀机增压端增压后,一部分经过主换热器液化到一定温度后进入上塔精馏;另一部分去1#膨胀机膨胀,膨胀空气经主换热器复热后进入低压循环压缩机。另外,上塔抽出的污氮气经过冷器过冷,再经主换热器复热到一定温度后,进入2#膨胀机膨胀制冷。93 图1双膨胀全低压污氮气循环、污液氮进上塔流程示意图1空压机2分子筛纯化系统3制冷机4低压循环压缩机5、6增压透平膨胀机7主换热器8下塔9主冷10上塔11过冷器112双膨胀全低压污氮气循环流程双膨胀全低压污氮气循环流程如图2所示。循

6、环污氮气经膨胀机增压端增压后进入膨胀机膨胀制冷,膨胀空气经主换热器复热后进入低压循环压缩机。 图2双膨胀全低压污氮气循环流程示意图1空压机2分子筛纯化系统3制冷机4低压循环压缩机5、6增压透平膨胀机7主换热器8下塔9主冷10上塔11过冷器2中压空气循环流程211双膨胀空气循环流程双膨胀空气循环流程如图3所示。从中压循环压缩机出来后的空气,一部分经过膨胀机增压端两级增压后进入主换热器冷却,冷却后的空气一部分节流进入下塔;另一部分经过膨胀机膨胀后进入下塔。04图3双膨胀空气循环流程1空压机2分子筛纯化系统3中压循环压缩机4、5增压透平膨胀机6主换热器7下塔8主冷9上塔10过冷器212双膨胀空气循环

7、和污液氮进上塔流程双膨胀空气循环和污液氮进上塔流程如图4所示。从中压循环压缩机出来后的空气,一部分经过膨胀机增压端两级增压后进入主换热器冷却,冷却后的空气一部分节流进入下塔;另一部分经过膨胀机膨胀后进入下塔。另外从下塔抽取一股污液氮送入上塔参与精馏。3中压氮气循环流程双膨胀氮气循环流程如图5所示。从中压循环压缩机出来后的氮气一部分经过膨胀机增压端两级增压后进入主换热器冷却,冷却后的氮气一部分进入下塔参与精馏;另一部分进入膨胀机膨胀制冷 。图4双膨胀空气循环、污液氮进上塔流程示意图1空压机2分子筛纯化系统3中压循环压缩机4、5增压透平膨胀机6主换热器7下塔8主冷9上塔10过冷器14 图5双膨胀氮

8、气循环流程示意图1空压机2分子筛纯化系统3中压循环压缩机4、5增压透平膨胀机6主换热器7下塔8主冷9上塔10过冷器45种流程分析比较现对液体产量为2500m 3/h (液氧2400m 3/h 、液氮100m 3/h 的液体空分设备分别采用5种不同流程形式时的相关参数进行分析比较,其结果见表1。表12500m 3/h 液体空分设备采用不同流程形式时的参数比较流程形式全低压氮气循环流程中压空气循环流程双膨胀、污液氮进上塔双膨胀双膨胀双膨胀、污液氮进上塔中压氮气循环流程空压机排气量/(m 3/h 1420014500126001250012000进气压力/MPa (A 010980109801098

9、0109801098排气压力/MPa (A 111111016201620162轴功率/kW 15901620121012001160循环压缩机排气量/(m 3/h 1420014500212002100021200进气压力/MPa (A 0109801098015801580156排气压力/MPa (A 111111219219219轴功率/kW 15901620172017001750制冷机带带不带不带不带由表1可知,全低压氮气循环流程能耗比中压氮气循环流程能耗高出约280kW (高出约10%的能耗,中压循环流程投资成本比全低压循环流程高约600800万元。如果按电价016元/(kW h 、1年运行时间8000小时计算,至少需要约6年才能收回中压循环流程高出的投资成本。另外,中压循环压缩机除了价格十分高外,运转的备品备件和平时的维修保养费用也很高;同时,高压板翅式换热器的价格也很高,而且安全隐患大。5结论上述分析已得到业内同行的认