大型内压缩流程空分设备新工艺的发展新趋势

张亮

[摘要]随着我国经济的持续快速发展，使得煤炭化工行业的发展也非常迅速，而且不断呈现出新的发展趋势，随之而来的，对于空分设备的要求也在不断提高。在这篇文章中，此文主要介绍了大型内压缩流程空分设备新工艺的发展新趋势，希望有一定的参考借鉴意义。

[关键词]大型空分设备：内压缩流程：工艺研制

前言

大型空分设备，对于煤气化工行业来说是不可缺少的配套设备，对于煤气化工行业的发展有着重要作用。为了使得大型空分设备能够更好地适应煤气化工行业的发展，在工艺流程方面以及系统的性能方面，都应该在新的形势下作出适当的调整，并对设备进行适当的升级，所以，这也就为大型空分设备的流程的选择以及优化研究提供了必要的技术支持。

一、几套空分设备联合工作的模式

由于受到加工水平以及运输条件的限制作用，导致空分设备的数量在短时间内并不可以得到无限的扩大。举例来说，如果需要的总共的制氧量为240000立方米/小时或者更高的制氧量，我们经常采用的解決办法是使用4台60000立方米/小时的设备来满足要求或者采用3台80000立方米/小时的设备。对于两种可替代的方案来说，我们经常采用第一种方案作为替代，主要是考虑到第一种方案的技术比较成熟。

如果制氧量是一个固定的标准，对设备进行选择只是为了完成任务所要考虑的一个方面，除此之外，还应该将在后续工作中对煤化工的工艺水平以及汽化炉的配套情况考虑在内。所以，为了使得多套空分设备的组合模式的所有功能得到充分发挥，就需要对组合系统的多个方面进行考虑并加以控制。

二、对稀有气体的提取工作进行优化

煤炭资源大部分集中在我国的西北部，由于氩产品的需求量比较少。故而空分设备所生产的氩产品的要求不是特别高，甚至有时候根本不需要生产。因此，对于一些单套生产能力大于60000立方米/小时的空分设备，如果生产出了2000立方米/小时或者更高的氩产品，如果没有对产品进行优化提取，就会造成非常大的浪费。这就要求我们分析其优化提取的流程。

目前，经常使用的优化方法主要有对于两套空分设备共用一个精氩塔和单台空分设备，每台使用体格增效氩塔两种方式。对于第一种方式，需要的投资额是比较少的，经常使用在氩产品市场不太广阔的企业：第二种方式的主要特点是能够利用最小的投资来换取最大的节能效果，其操作流程比较经济实惠。

对于两套空分设备共用一套精氩塔，在设计的过程中需要把其中的一套设备做为整个制氩系统，而另外一套设备只设置精氩塔，从而对于第二套设备来说，就可以生产出低纯度的氩产品，而且，所生产出的氩产品会进入到第一个设备的粗氩塔和精氩塔里面。这样做，就不用再要求第二套设备去设置专门的精氩塔和粗氩塔，能够有效节省投资额。

如果空分设备不去设置精氩塔以及粗氩塔，只是设置了一台增效的氩塔，然后将空压机的排气量减少百分之三到百分之五，若这个时候的氩产品的市场不是特别好，就可以把抽出来的粗氩气排放到污氮气管道进行回收：如果氩产品的市场又变好，就可以增加粗氩二塔和一个精氩塔，使两个冷箱保持独立。这就可以使得，制冷系统即使不去更换上塔，也可以使得主冷箱最小化，其作用是减少了在今后改造过程中的投资额。由于这种方式的实际制取的氩气的浓度是比较低的，实际需要的塔板的数量也是比较少的，从而可以有效地减少成本开支，使得资源的利用率达到最大。

三、对液体气化后备系统进行建设

对于煤化工项目，要求空分设备所能够达到的要求，主要是使得空分设备能够连续不断地供气以及使得压力的波动能够控制在一个比较合理的范围内。为了使空分设备的供气具有连续性，就要求液体的存储后备系统可以连续不断的对氧气或者氮气进行供应在16小时以上。而对于压力波动范围的控制，就应该严格按照国家相关的技术标准，让压力的波动范围不能超过0.1Mpa。要想达到上面的要求，就需要对氧气以及氮气的安全系统进行相应的设置，从而可以达到对压力波动范围的控制。一般来说，为了保证氧气以及氮气能够安全的供应，控制的系统一般可以按照下面方式进行设计。

液体从储槽流出之后，可以分成两个部分，一部分的液体能够直接的流入到后备系统的液泵内部，在液泵里面对液体进行加压之后，会进入到汽化器，经过一定时间的气化之后，就可以达到压力大概为8.7Mpa的气态产品：而对于另一部分液体，会流入到超高压的液泵，在里面对液体进行高压之后，会进入到汽化器里面，随后进入到超高压气体的缓冲罐里面，从而可以对其进行保存。

在生产过程中，如果系统的氧气产品管网压力发生波动，那么缓冲罐里的高压的氧气就会经过充气阀之后流向管道，从而保证管网内部的气体的压力波动控制在一定的范围之内。

四、利用液体膨胀机来实现对高压节流阀的代替

就目前而言，我国虽然还没有利用液体膨胀机来实现对高压节流阀的代替，但是，从国外的实际应用中，我们可以发现利用液体膨胀机来代替高压节流阀，能够有效地降低空压机的能量损耗。

和原来比较传统的节能方式进行比较，这种新的替代技术的主要优势如下。

（一）利用液体膨胀机来进行制冷以及其膨胀功能，对于发电而言，是可以被回收利用的。这就可以有效的节省了能源的损耗。此外，在利用液体膨胀机进行制冷的时候，能够有效降低气体膨胀机的制冷量，进而也可以减少增压机的气体量。

（二）对于液体膨胀机而言，在膨胀作业结束之后，还可以产生部分冷量，如果没有液体膨胀机的作用，所产生的冷量只能有气体膨胀机来产生。

五、结束语

煤化工工业的发展，对于空分设备技术的发展起到了促进作用。在以后的工作过程中，会逐渐实现空分设备同煤化工装置的安全配合，不断加强对新的工艺流程进行开发，从而有效提高煤化工的效率以及利用率。endprint