大型內壓縮流程空分設備新工藝的發展新趨勢

張亮

[摘要]隨著我國經濟的持續快速發展，使得煤炭化工行業的發展也非常迅速，而且不斷呈現出新的發展趨勢，隨之而來的，對于空分設備的要求也在不斷提高。在這篇文章中，此文主要介紹了大型內壓縮流程空分設備新工藝的發展新趨勢，希望有一定的參考借鑒意義。

[關鍵詞]大型空分設備：內壓縮流程：工藝研制

前言

大型空分設備，對于煤氣化工行業來說是不可缺少的配套設備，對于煤氣化工行業的發展有著重要作用。為了使得大型空分設備能夠更好地適應煤氣化工行業的發展，在工藝流程方面以及系統的性能方面，都應該在新的形勢下作出適當的調整，并對設備進行適當的升級，所以，這也就為大型空分設備的流程的選擇以及優化研究提供了必要的技術支持。

一、幾套空分設備聯合工作的模式

由于受到加工水平以及運輸條件的限制作用，導致空分設備的數量在短時間內并不可以得到無限的擴大。舉例來說，如果需要的總共的制氧量為240000立方米/小時或者更高的制氧量，我們經常采用的解決辦法是使用4臺60000立方米/小時的設備來滿足要求或者采用3臺80000立方米/小時的設備。對于兩種可替代的方案來說，我們經常采用第一種方案作為替代，主要是考慮到第一種方案的技術比較成熟。

如果制氧量是一個固定的標準，對設備進行選擇只是為了完成任務所要考慮的一個方面，除此之外，還應該將在后續工作中對煤化工的工藝水平以及汽化爐的配套情況考慮在內。所以，為了使得多套空分設備的組合模式的所有功能得到充分發揮，就需要對組合系統的多個方面進行考慮并加以控制。

二、對稀有氣體的提取工作進行優化

煤炭資源大部分集中在我國的西北部，由于氬產品的需求量比較少。故而空分設備所生產的氬產品的要求不是特別高，甚至有時候根本不需要生產。因此，對于一些單套生產能力大于60000立方米/小時的空分設備，如果生產出了2000立方米/小時或者更高的氬產品，如果沒有對產品進行優化提取，就會造成非常大的浪費。這就要求我們分析其優化提取的流程。

目前，經常使用的優化方法主要有對于兩套空分設備共用一個精氬塔和單臺空分設備，每臺使用體格增效氬塔兩種方式。對于第一種方式，需要的投資額是比較少的，經常使用在氬產品市場不太廣闊的企業：第二種方式的主要特點是能夠利用最小的投資來換取最大的節能效果，其操作流程比較經濟實惠。

對于兩套空分設備共用一套精氬塔，在設計的過程中需要把其中的一套設備做為整個制氬系統，而另外一套設備只設置精氬塔，從而對于第二套設備來說，就可以生產出低純度的氬產品，而且，所生產出的氬產品會進入到第一個設備的粗氬塔和精氬塔里面。這樣做，就不用再要求第二套設備去設置專門的精氬塔和粗氬塔，能夠有效節省投資額。

如果空分設備不去設置精氬塔以及粗氬塔，只是設置了一臺增效的氬塔，然后將空壓機的排氣量減少百分之三到百分之五，若這個時候的氬產品的市場不是特別好，就可以把抽出來的粗氬氣排放到污氮氣管道進行回收：如果氬產品的市場又變好，就可以增加粗氬二塔和一個精氬塔，使兩個冷箱保持獨立。這就可以使得，制冷系統即使不去更換上塔，也可以使得主冷箱最小化，其作用是減少了在今后改造過程中的投資額。由于這種方式的實際制取的氬氣的濃度是比較低的，實際需要的塔板的數量也是比較少的，從而可以有效地減少成本開支，使得資源的利用率達到最大。

三、對液體氣化后備系統進行建設

對于煤化工項目，要求空分設備所能夠達到的要求，主要是使得空分設備能夠連續不斷地供氣以及使得壓力的波動能夠控制在一個比較合理的范圍內。為了使空分設備的供氣具有連續性，就要求液體的存儲后備系統可以連續不斷的對氧氣或者氮氣進行供應在16小時以上。而對于壓力波動范圍的控制，就應該嚴格按照國家相關的技術標準，讓壓力的波動范圍不能超過0.1Mpa。要想達到上面的要求，就需要對氧氣以及氮氣的安全系統進行相應的設置，從而可以達到對壓力波動范圍的控制。一般來說，為了保證氧氣以及氮氣能夠安全的供應，控制的系統一般可以按照下面方式進行設計。

液體從儲槽流出之后，可以分成兩個部分，一部分的液體能夠直接的流入到后備系統的液泵內部，在液泵里面對液體進行加壓之后，會進入到汽化器，經過一定時間的氣化之后，就可以達到壓力大概為8.7Mpa的氣態產品：而對于另一部分液體，會流入到超高壓的液泵，在里面對液體進行高壓之后，會進入到汽化器里面，隨后進入到超高壓氣體的緩沖罐里面，從而可以對其進行保存。

在生產過程中，如果系統的氧氣產品管網壓力發生波動，那么緩沖罐里的高壓的氧氣就會經過充氣閥之后流向管道，從而保證管網內部的氣體的壓力波動控制在一定的范圍之內。

四、利用液體膨脹機來實現對高壓節流閥的代替

就目前而言，我國雖然還沒有利用液體膨脹機來實現對高壓節流閥的代替，但是，從國外的實際應用中，我們可以發現利用液體膨脹機來代替高壓節流閥，能夠有效地降低空壓機的能量損耗。

和原來比較傳統的節能方式進行比較，這種新的替代技術的主要優勢如下。

（一）利用液體膨脹機來進行制冷以及其膨脹功能，對于發電而言，是可以被回收利用的。這就可以有效的節省了能源的損耗。此外，在利用液體膨脹機進行制冷的時候，能夠有效降低氣體膨脹機的制冷量，進而也可以減少增壓機的氣體量。

（二）對于液體膨脹機而言，在膨脹作業結束之后，還可以產生部分冷量，如果沒有液體膨脹機的作用，所產生的冷量只能有氣體膨脹機來產生。

五、結束語

煤化工工業的發展，對于空分設備技術的發展起到了促進作用。在以后的工作過程中，會逐漸實現空分設備同煤化工裝置的安全配合，不斷加強對新的工藝流程進行開發，從而有效提高煤化工的效率以及利用率。endprint