正确答案
空分设备在实际运转中,由于冷损的变化,膨胀空气量会也有变化。有人认为,不管膨胀空气量多少,全部送入上塔参加精馏,总可回收一部分氧。而如果部分旁通,则这部分空气中的氧将全部被放空,因此,将膨胀空气全部送入上塔总是有利的。实际上这种观点是不全面的。
因为在设计精馏塔时,是根据进塔膨胀空气量和要求的氧、氮纯度,设置一定的塔板数的。在实际运转中,如果膨胀量超过设计值,将使氮纯度下降,氧的提取率降低。而部分空气旁通时,虽然这部分空气中的氧全部没有回收,但是进塔参加精馏的空气的提取率可保持较高的值,二者综合起来,氧的提取率可能高于全部送入上塔时的值。
例如,在氧纯度为99.5%O2,上塔理论塔板数为30块的情况下,相当于23%加工空气量的膨胀空气全部进入上塔时,平均氮纯度为96%,则氧产量与加工空气量之比为17.15%。当膨胀空气量为30%加工空气量,并全部进入上塔时,平均氮纯度为94.5%,则氧产量为16.45%加工空气量。如果将7%的膨胀空气旁通,虽然只有93%的空气参加精馏,但是,由于进上塔膨胀空气少(23%加工空气量),平均氮纯度高,氧产量为加工空气的17.75%,即相当于空气量的17.75%×93%=16.5%。由上例可见,虽然旁通掉一部分膨胀空气,氧产量不但没有减少,反而略有提高。对不同的设备,到底多少膨胀空气送入上塔最有利,最好先按规程规定的数值进行操作,也可在实践中进一步摸索。