大型內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備新工藝的發(fā)展新趨勢(shì)

張亮

[摘要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，使得煤炭化工行業(yè)的發(fā)展也非常迅速，而且不斷呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)，隨之而來(lái)的，對(duì)于空分設(shè)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(nèi)壓縮流程空分設(shè)備新工藝的發(fā)展新趨勢(shì)，希望有一定的參考借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]大型空分設(shè)備：內(nèi)壓縮流程：工藝研制

前言

大型空分設(shè)備，對(duì)于煤氣化工行業(yè)來(lái)說(shuō)是不可缺少的配套設(shè)備，對(duì)于煤氣化工行業(yè)的發(fā)展有著重要作用。為了使得大型空分設(shè)備能夠更好地適應(yīng)煤氣化工行業(yè)的發(fā)展，在工藝流程方面以及系統(tǒng)的性能方面，都應(yīng)該在新的形勢(shì)下作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳?jí)，所以，這也就為大型空分設(shè)備的流程的選擇以及優(yōu)化研究提供了必要的技術(shù)支持。

一、幾套空分設(shè)備聯(lián)合工作的模式

由于受到加工水平以及運(yùn)輸條件的限制作用，導(dǎo)致空分設(shè)備的數(shù)量在短時(shí)間內(nèi)并不可以得到無(wú)限的擴(kuò)大。舉例來(lái)說(shuō)，如果需要的總共的制氧量為240000立方米/小時(shí)或者更高的制氧量，我們經(jīng)常采用的解決辦法是使用4臺(tái)60000立方米/小時(shí)的設(shè)備來(lái)滿足要求或者采用3臺(tái)80000立方米/小時(shí)的設(shè)備。對(duì)于兩種可替代的方案來(lái)說(shuō)，我們經(jīng)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(shù)比較成熟。

如果制氧量是一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇只是為了完成任務(wù)所要考慮的一個(gè)方面，除此之外，還應(yīng)該將在后續(xù)工作中對(duì)煤化工的工藝水平以及汽化爐的配套情況考慮在內(nèi)。所以，為了使得多套空分設(shè)備的組合模式的所有功能得到充分發(fā)揮，就需要對(duì)組合系統(tǒng)的多個(gè)方面進(jìn)行考慮并加以控制。

二、對(duì)稀有氣體的提取工作進(jìn)行優(yōu)化

煤炭資源大部分集中在我國(guó)的西北部，由于氬產(chǎn)品的需求量比較少。故而空分設(shè)備所生產(chǎn)的氬產(chǎn)品的要求不是特別高，甚至有時(shí)候根本不需要生產(chǎn)。因此，對(duì)于一些單套生產(chǎn)能力大于60000立方米/小時(shí)的空分設(shè)備，如果生產(chǎn)出了2000立方米/小時(shí)或者更高的氬產(chǎn)品，如果沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化提取，就會(huì)造成非常大的浪費(fèi)。這就要求我們分析其優(yōu)化提取的流程。

目前，經(jīng)常使用的優(yōu)化方法主要有對(duì)于兩套空分設(shè)備共用一個(gè)精氬塔和單臺(tái)空分設(shè)備，每臺(tái)使用體格增效氬塔兩種方式。對(duì)于第一種方式，需要的投資額是比較少的，經(jīng)常使用在氬產(chǎn)品市場(chǎng)不太廣闊的企業(yè)：第二種方式的主要特點(diǎn)是能夠利用最小的投資來(lái)?yè)Q取最大的節(jié)能效果，其操作流程比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

對(duì)于兩套空分設(shè)備共用一套精氬塔，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要把其中的一套設(shè)備做為整個(gè)制氬系統(tǒng)，而另外一套設(shè)備只設(shè)置精氬塔，從而對(duì)于第二套設(shè)備來(lái)說(shuō)，就可以生產(chǎn)出低純度的氬產(chǎn)品，而且，所生產(chǎn)出的氬產(chǎn)品會(huì)進(jìn)入到第一個(gè)設(shè)備的粗氬塔和精氬塔里面。這樣做，就不用再要求第二套設(shè)備去設(shè)置專門(mén)的精氬塔和粗氬塔，能夠有效節(jié)省投資額。

如果空分設(shè)備不去設(shè)置精氬塔以及粗氬塔，只是設(shè)置了一臺(tái)增效的氬塔，然后將空壓機(jī)的排氣量減少百分之三到百分之五，若這個(gè)時(shí)候的氬產(chǎn)品的市場(chǎng)不是特別好，就可以把抽出來(lái)的粗氬氣排放到污氮?dú)夤艿肋M(jìn)行回收：如果氬產(chǎn)品的市場(chǎng)又變好，就可以增加粗氬二塔和一個(gè)精氬塔，使兩個(gè)冷箱保持獨(dú)立。這就可以使得，制冷系統(tǒng)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(guò)程中的投資額。由于這種方式的實(shí)際制取的氬氣的濃度是比較低的，實(shí)際需要的塔板的數(shù)量也是比較少的，從而可以有效地減少成本開(kāi)支，使得資源的利用率達(dá)到最大。

三、對(duì)液體氣化后備系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)

對(duì)于煤化工項(xiàng)目，要求空分設(shè)備所能夠達(dá)到的要求，主要是使得空分設(shè)備能夠連續(xù)不斷地供氣以及使得壓力的波動(dòng)能夠控制在一個(gè)比較合理的范圍內(nèi)。為了使空分設(shè)備的供氣具有連續(xù)性，就要求液體的存儲(chǔ)后備系統(tǒng)可以連續(xù)不斷的對(duì)氧氣或者氮?dú)膺M(jìn)行供應(yīng)在16小時(shí)以上。而對(duì)于壓力波動(dòng)范圍的控制，就應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓壓力的波動(dòng)范圍不能超過(guò)0.1Mpa。要想達(dá)到上面的要求，就需要對(duì)氧氣以及氮?dú)獾陌踩到y(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，從而可以達(dá)到對(duì)壓力波動(dòng)范圍的控制。一般來(lái)說(shuō)，為了保證氧氣以及氮?dú)饽軌虬踩墓?yīng)，控制的系統(tǒng)一般可以按照下面方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

液體從儲(chǔ)槽流出之后，可以分成兩個(gè)部分，一部分的液體能夠直接的流入到后備系統(tǒng)的液泵內(nèi)部，在液泵里面對(duì)液體進(jìn)行加壓之后，會(huì)進(jìn)入到汽化器，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的氣化之后，就可以達(dá)到壓力大概為8.7Mpa的氣態(tài)產(chǎn)品：而對(duì)于另一部分液體，會(huì)流入到超高壓的液泵，在里面對(duì)液體進(jìn)行高壓之后，會(huì)進(jìn)入到汽化器里面，隨后進(jìn)入到超高壓氣體的緩沖罐里面，從而可以對(duì)其進(jìn)行保存。

在生產(chǎn)過(guò)程中，如果系統(tǒng)的氧氣產(chǎn)品管網(wǎng)壓力發(fā)生波動(dòng)，那么緩沖罐里的高壓的氧氣就會(huì)經(jīng)過(guò)充氣閥之后流向管道，從而保證管網(wǎng)內(nèi)部的氣體的壓力波動(dòng)控制在一定的范圍之內(nèi)。

四、利用液體膨脹機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓節(jié)流閥的代替

就目前而言，我國(guó)雖然還沒(méi)有利用液體膨脹機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓節(jié)流閥的代替，但是，從國(guó)外的實(shí)際應(yīng)用中，我們可以發(fā)現(xiàn)利用液體膨脹機(jī)來(lái)代替高壓節(jié)流閥，能夠有效地降低空壓機(jī)的能量損耗。

和原來(lái)比較傳統(tǒng)的節(jié)能方式進(jìn)行比較，這種新的替代技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)如下。

（一）利用液體膨脹機(jī)來(lái)進(jìn)行制冷以及其膨脹功能，對(duì)于發(fā)電而言，是可以被回收利用的。這就可以有效的節(jié)省了能源的損耗。此外，在利用液體膨脹機(jī)進(jìn)行制冷的時(shí)候，能夠有效降低氣體膨脹機(jī)的制冷量，進(jìn)而也可以減少增壓機(jī)的氣體量。

（二）對(duì)于液體膨脹機(jī)而言，在膨脹作業(yè)結(jié)束之后，還可以產(chǎn)生部分冷量，如果沒(méi)有液體膨脹機(jī)的作用，所產(chǎn)生的冷量只能有氣體膨脹機(jī)來(lái)產(chǎn)生。

五、結(jié)束語(yǔ)

煤化工工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于空分設(shè)備技術(shù)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。在以后的工作過(guò)程中，會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)空分設(shè)備同煤化工裝置的安全配合，不斷加強(qiáng)對(duì)新的工藝流程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而有效提高煤化工的效率以及利用率。endprint