膨脹機制冷技術在深冷分離液氮洗尾氣制取電子級一氧化碳的研究和應用

閆紅偉，李 灝，崔增濤，郭俊磊，楊茂強，鄭夢杰

(河南心連心深冷能源股份有限公司，河南 新鄉 453731)

1 前 言

氣體深冷分離工藝是一種通過多種組分混合氣體經過一系列的物理分離手段實現精準分離，最終獲取純凈氣體產品的技術。該技術在應用過程中需要經過壓縮、降溫、膨脹、液化、精餾等多個環節，根據內部組分自身沸點的不同，可以采用低溫精餾的方式進行分離，這也是氣體深冷分離工藝的核心技術之一。在利用深冷分離工藝技術時，通常冷量來源有兩種，即膨脹機制冷和外補液氮制冷。膨脹機制冷的主要原理是利用有一定壓力的氣體在透平膨脹機內進行絕熱膨脹，對外做功消耗氣體本身的內能，從而使氣體自身冷卻來達到制冷的目的。膨脹機是空氣深冷分離設備中獲取冷量所必需的關鍵設備，也是保證空分設備穩定運行的核心。

文章中主要介紹兩種制冷相結合的方式，既滿足了在開停車過程中劇烈溫降產能的應力問題，又可以通過在液氮價位不同時對液氮使用量的調節來滿足生產效益的最大化。

在化學工業中，一氧化碳是一碳化學的基礎。作為合成氣和各類煤氣的主要組分，一氧化碳是合成一系列基本有機化工產品和中間體的重要原料。由一氧化碳幾乎可以制取所有的基礎化學品，如光氣、醇、酸、酐、酯、醛、醚、胺、烷烴和烯烴等物質。此外，一氧化碳還常用于果蔬、魚肉等產品保鮮，尤其是生魚片的保鮮，還可以當作肉質顏色的固定劑，是一種應用較為廣泛的化學介質。……