内压缩流程空分设备中氮气获取方式对能耗的影响.pdf

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1、内压缩流程空分设备中氮气获取方式对能耗的影响李玲。吴小宇(杭州杭氧股份有限公司设计院，浙江省杭州市中山北路592号弘元大厦310014)摘要：内压缩流程空分设备中，获得高压氮气有三种方式：液氮泵内压缩、上塔抽取低压氮气外压缩和下塔抽取压力氮气外压缩。利用UNISIM软件建立模型，模拟空分精馏过程，比较上塔抽取低压氮气外压缩和下塔抽取压力氮气外压缩两种获得方式对能耗的影响。在不同的下塔氮气流量与氧气流量比下选出合适的氮气获取方式，以实现能耗最低的目标。关键词：内压缩流程；空分设备；氮气获取方式；能耗中图分类号：TB657．6文献标识码：Beenergy

2、consumptionLiLing，WuXiaoyu(DesigningInstitute，HangzhouHangyangCo．，Ltd．，HongyuanBuilding，592NoahZhongshanRoad，Hangzhou310014，Zhejiang，P．R．China)Abstract：Forinnercompressionprocessairseparationplant，threemethodsareavailabletoobtainhigh—pressuregaseousnitrogen：innercompressionwith

3、liquefiednitrogenpump，extractionoflow-pressuregaseousnitrogenfromuppertowerandexternalcompression，andextractionofpressurizedgaseousnitrogenfromlowertowerandexternalcompression．ThemodelisestablishedwithUNISIMsoftware，theairseparationrectificationprocessissimulated，theimpactonthe

4、energyconsumptionbytwogaseousnitrogenobtainingmodes(extractionoflow—pressuregaseousnitrogenfromuppertowerandexternalcompression，andextractionofpressurizedgaseousnitrogenfromlowertowerandexternalcompression)arecompared，andanadequategaseousnitrogenobtainingmodeisobtainedunderdiff

5、erentflowrateratioofgaseousnitrogenoverthegaseousoxygeninthelowertowertominimizetheenergyconsumption．Keywords：Innercompressionprocess；Airseparationplant；Gaseousnitrogenobtainingmode；Energyconsumption引言发展，要求空分设备的规模以及产品压力等级不断提高。由于氧压机在流量和压力方面的限制，越来空分设备是冶炼、煤制油、煤气化、合成氨和越多的空分设备采用内压缩流

6、程，即高压氧气通过甲醇加工等工艺不可或缺的原料气和保护气来源设液氧泵加压后在板翅式换热器中汽化得到。获取高备，主要为工艺装置提供所需的氧气、氮气。近几压氮气的方式有三种：①抽取上塔低压氮气再通过年，随着煤气化以及甲醇加工等行业不断向大型化收稿日期：2013-07-06；修回日期：2013-08-20作者简介：李玲，女，1986年生，工程师，硕士，2011年毕业于浙江工业大学，现在杭州杭氧股份有限公司设计院从事空分流程的设计开发工作。·42·氮压机加压得到；②抽取下塔压力氮气再通过氮压影响上塔的回流比，使氧提取率随着PN／0值的增机加压得到；③通过液氮

7、泵加压后，在板翅式换热大而不断减小(如图1所示)。器中汽化得到。由于工艺装置中需要的氮气产品往瓣1往复杂多变，在氮气工况差异比较大且变换比较频婚繁的情况下，项目中使用较多的还是前两种方式。能耗是衡量空分设备性能的重要指标之一，直接关系设备的运行成本，按照每年8000小时，电价0．5(kW·h)计算，每降低100kW能耗，每年将减少4O万元的运行成本。文章建立了基本内压缩流程空分设备模型，利用UNISIM软件进行模拟，得到上塔抽取低压氮气外压缩和下塔抽取压力氮气外压缩两种压力氮气获取方式的能耗数据，并对数据进行拟合，得到在给定模型下不同的下塔氮气流量与

8、氧气流量之比(PN／O值)时最小能耗的氮气获取方式。对空分流程的选择具有一定的指导意义，而最小能耗方案的选择