针对有色冶炼领域的空分装置流程选择浅析.pdf

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1、第14卷第2期中国-水运No．22014盎2月ChinaWaterTransport2014针对有色冶炼领域的空分装置流程选择浅析颜俊，江澜(中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉430223)摘要：针对有色冶炼领域的工业气体用气特点，对配套空分装置采用一压到底和设空气增压机两种内压缩流程进行了分析比较，以16，000Nm。／h规模空分装置为例在运行能耗、工程投资、运行操作性等方面进行了对比，指出一压到底流程方案在工程投资、运行操作性等方面具有优势，设空气增压机流程方案则运行能耗更低。关键词：空分装置；内压缩流程；有色冶炼中图分类号：TQ028．8文献标识

2、码：A文章编号：1006—7973(2014302—0175—02一、前言后，节流进下塔。有色冶炼领域的工业气体用气要求同化工、钢铁行业相比采用设置空气增压机的方案，原料空气经空气压缩机压有其自身的特点，主要表现在用气压力较低且压力等级单一。缩至一O．51MPa(G)，经预冷、纯化系统后，空气分为两路：目前国内主流的炼铜工艺所需氧气压力为0．35~0．4MPa(G)，一路去主换热器，冷却后进下塔；另一路进入空气增压机进用于富氧吹炼，氮气压力为0．6~0．8MPa(G)，主要用于吹扫行增压：从增压机一段出口抽出一股空气进主换热器，冷却检修。根据有色冶炼的

3、用气特点，其配套空分装置宜选用氧气后去液氧蒸发器与液氧进行换热，液氧被蒸发，进入主换热内压缩的工艺流程，这一点在行业内已然形成共识，但在内压器换热，空气被液化，节流后进下塔；从增压机末级出来的缩流程的具体流程组织方面，各大有色冶炼厂又有所区别，主增压空气进入膨胀机的增压端进行增压，冷却后进入主换热要区别在是否设置空气增压机上。下面笔者就针对近期所作的器进行冷却，然后进入膨胀机的膨胀端进行膨胀，膨胀后的用于有色冶炼领域16，000Nm。／a的内压缩空分装置是否设置空气进下塔参加精馏。空气增压机的流程方案进行分析比较并提出选取原则。两种流程在空气进入塔内后

4、的精馏过程基本一致，简述二、空分装置的产品参数要求如下。某有色冶炼公司计戈新建一套16，000Nm。／h规模的空空气经下塔初步精馏后，获得液空、纯液氮和污液氮，分装置为其炼铜生产线供气，空分装置的产品设计参数见表1。并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在表1空分装置的产品设计参数上塔底部获得液氧，上塔底部抽取的液氧，经液氧泵压缩至0．37MPa(G)后，进入液氧蒸发器，汽化进入主换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。另在液氧蒸发器底部抽取液氧送入液氧贮槽。从下塔顶部得到液氮，经过冷器过冷后送入液氮贮槽。从上塔顶部获得纯氮气经过冷器、主换热器

5、复热出冷箱后，经氮压机压缩至0．8MPa(G)后进入氮气管网。从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为二段，第二段粗氩塔底部的回流液体经液氩泵加根据空分装置的产品要求，可分别采用空压机一压到底压后送入第一段顶部作为回流液；氩馏份经粗氩塔精馏得到内压缩流程(不设空气增压机)和设有空气增压机的内压缩粗氩，并送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏后在塔底部得到≤流程。lppmO2的纯液氩。三、两种内压缩流程简介从上塔上部引出污氮气经过冷器、主换热器复热出冷箱采用一压到底的流程方案，原料空气经空气压缩机压缩后分成两部分：一部分进入分子筛系统的加热器，作

6、为分子至一1．16MPa(G)，经预冷、纯化后分为二股：一股去主换筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。热器进行冷却后去液氧蒸发器，在液氧蒸发器内与来自液氧四、两种内压缩流程的比较泵的液氧进行换热，液氧被蒸发，蒸发后的液氧蒸汽进入主1．运营成本换热器进行换热，空气被液化，经节流后进入下塔；另一股现代空分装置因其运行周期长，运行电耗高，运营成本高压空气进入膨胀机的增压端进行增压，经水冷却器的冷却是选择工艺流程的重要考量因素。由于两种流程方案的主要后，分为两路：一路从主换热器中抽后去膨胀机的膨胀端进电耗差别体现在空压机和增压机处，本文仅对此部分电耗的行膨胀，膨胀

7、后的空气进下塔；另一路经主换热器进行冷却差别进行分析。一压到底内压缩的流程方案，因为所有原料收稿13期：2013—12—11作者简介：颜俊(1982一)男，硕士，中冶南方工程技术有限公司能源环保分公司工程师，从事钢铁行业工程设计工作。176中国水运第14卷空气均需压缩到～l1．6MPa(G)，其空压机能耗较带增压机两种方案的具体比较情况汇总见表2。流程方案的空压机高，但因为带增压机流程增加了空气增压表2一压到底方案与带增压机方案对比表机的能耗，因此两种方案的动设备能耗需综合考虑。以本文提到的16，000Nm。／h规模空分装置为例，采用一压到底方案的空气

8、压缩机轴功率约为9，594kW，采用带增压机方案的空气压缩机轴功率约为6，777kw，增压机轴