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氮氣循環助推器在液氧泵內壓縮工藝中的應用與評估|埃登威自動化系統設備(上海)有限公司

氮氣循環助推器在液氧泵內壓縮工藝中的應用與評估

一、氮氣循環增壓工藝簡介

德國林德公司在20世紀70年代率先開發了一種液氧泵內壓縮工藝,其中采用了氮氣循環增壓器。在中國Navmada某化肥廠的應用案例中,這套系統不同于常見的使用空氣增壓器作為熱源汽化高壓液氧的方法。它利用氮氣循環增壓器,將來自壓力塔頂部的氮氣重新加熱并壓縮,進而汽化液氧。這**程在高壓熱交換器中完成,隨后液化的氮氣會循環回到壓力塔。三年后,林德公司進一步在中國浙江鎮海煉油廠、寧夏化工廠和烏魯木齊化肥廠推廣了這一技術。

二、氮氣循環增壓工藝的優勢

  1. 避免水分和二氧化碳凍結:由于進入冷箱的空氣未經干燥且含有少量二氧化碳,直接使用這種空氣作為增壓空氣可能導致水分和二氧化碳在高壓空氣通道上凍結。通過壓縮冷箱中的低壓氮氣并送入主熱交換器,可以避免這一問題。
  2. 滿足高壓氮氣需求:該工藝不僅解決了高壓液氧的熱源汽化問題,還能為用戶提供所需的高壓氮氣,相較于空氣增壓器,可節省一臺大流量的高壓氮壓機,顯著降低設備投資。氮氣循環助推器在液氧泵內壓縮工藝中的應用與評估

三、氮氣循環增壓工藝的局限性

當存在來自原料空壓機的凈化空氣作為熱源來汽化高壓液氧時,氮氣循環增壓工藝相比空氣增壓工藝存在更高的能耗,主要原因如下:

  1. 傳熱與冷凝性能:氮氣在傳熱和冷凝方面的性能不如空氣。為達到相同的冷凝溫度,氮氣需要更高的加壓壓力,且汽化同樣量的高壓液氧所需的氮氣量也更大。
  2. 非重復熱損失:氮氣循環增壓工藝在主換熱器中的非重復熱損失大于空氣增壓工藝。氮氣作為部分原料空氣進入主換熱器,造成兩次非重復熱損失,而空氣增壓工藝只有一次。
  3. 影響蒸餾效率:氮氣循環增壓過程需要大量氮氣作為蒸發氧氣的氣源,這會影響蒸餾塔內的回流比,降低產品氧、氬的提取率,并增加空氣壓縮機的流量和整體能耗。氮氣循環助推器在液氧泵內壓縮工藝中的應用與評估

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四、結論

盡管氮氣循環增壓工藝在某些情況下具有其獨特優勢,但由于其高能耗和潛在的蒸餾效率降低,該工藝在常溫吸附凈化空氣工藝出現后逐漸被空氣增壓工藝所取代。

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