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林德50000m3／h快速变负荷空分装置 杨学申 林德工艺装置有限公司杭州工程与销售中心,杭州体育场路429号天和大厦12层 310006 【摘要】林德公司一套50000±12000m3／h空分装置，2002年5月在奥地利林茨钢厂投运。介绍了此快速变负荷空分装置的产品参数、工艺流程、单体设备以及灌入液氧或液氮、快速变负荷12000m3／h的运行情况。 关键词：大型空分装置；工艺流程；外压缩；快速变负荷；制冷系统；预冷系统；吸附器；精馏塔；降膜式冷凝蒸发器中国分类号：TQ]16．1l? 文献标识码：A??? 林德集团林德工程部提供给林德集团林德气体公司的一套50000±12000m3／h(O2)(标态，下同) 空分装置于2002年5月顺利投产。7个月来，成套装置运转稳定，各项指标皆达合同要求。??? 本套装置安装于奥地里林茨钢厂内，主要是向 林茨钢厂供气，同时也对外销售气体。??? 本套空分装置不仅采用了林德早先开发的先进 技术，也应用了林德近期开发的新技术。除了由于 林茨钢厂的特殊情况和生产氪、氙气的需要，而采 用外压缩流程外，其他的技术可代表近期低温空分 装置的发展方向。下面对本装置作一简单介绍。1 产品参数：(见表1) 表1 林德新50000±12000m3／h空分装置技术参数 规格 产品名称 产量／(m3／h) 压力／[MPs(A)] 气 氧 45000 2．5 中压氮 20000 3．8 低压氮 10000 　 液 氧 5000 　 液 氮 3000 　 气 氮 500 　 液 氩 1420 　 粗氪氙液 若干 　 2 工艺流程2. 1 外压缩流程??? 本装置之所以采用带氧气透平压缩机的流程， 原因之一是因为外压缩流程的氪氙提取率高，而内 压缩流程部分氪氙气被液氧所带走。另一主要原因 是林茨钢厂内其他空分装置皆为外压缩流程，而本 套空分装置的原料空气和氧气加压皆与其他两套大 型空分装置并网使用，即由5台空气透平压缩机(2 台25000m3／h、1台55000m3／h、1台110000m3／h、1 台140000m3／h，均标态)向3套空分装置供气。而 3套空分装置生产的气氧由原有的7台氧压机加压 后送向钢厂，这样就充分利用了原有氧压机。2．2 快速变负荷??? 早在20世纪80年代末期，林德公司就在林茨 钢厂的25000±10000m3／h(O2)空分装置上推出了 世界第一台快速变负荷装置，并取得了成功。随着 空分装置规模的不断扩大，特别用于炼钢设备的氧 气，为节能需要，要求周期性地变化，因而快速变 负荷的技术也在不断发展中，其变负荷速率也从起 初的每分钟3％提高至目前的每分钟5％~6％。??? 这里，要指出的是，对于内压缩流程的快速变 负荷，由于其精馏工况几乎不变，则更有利于提高 其变化速率。??? 本装置也是为满足林茨钢厂炼钢用氧周期性变 化的需要，又一次采用了快速变负荷技术。??? 本装置快速变负荷技术仍采用空分装置备用系 统液氧槽和液氮槽中的液氧、液氮周期性地倒灌来 实现。见图1。 ??? 当进入45000+12000m3／h(GO2)产量周期时， 通过液氧储存系统中的液氧泵将液氧送人上塔底 部，以便满足冷凝蒸发器中的液氧蒸发量，相应增 加了冷凝蒸发器中液氮冷凝量。此时，液氧槽液面 降低，而液氮槽液面升高。同时，下塔压力氮引出 量减少，使得中压氮透平膨胀机的膨胀量减少。??? 当进入45000+12000m3／h(GO2)产量周期时， 为减少冷凝蒸发器中液氧蒸发量必须增加从下塔抽 出的压力氮去中压透平膨胀机，这样就减少了主冷 中冷凝侧的中压氮量，又为下述的增加液氧产量提 供了冷源。??? 主冷中中压氮气量的减少，在满足不了上塔回 流比的需要时，需要从液氮槽补充液氮，液氮槽液 位下降。 2. 3 制冷系统 ??? 为了满足本装置大液体产量和快速变负荷的需要，本装置设置了两个制冷系统(图2)。 2．3．1 高压氮循环膨胀??? 它由两台带增压机制动高压氮膨胀机、一台循 环氮压机、一台补充氮压缩机来完成。来自于下塔 顶部的压力氮经主换热器复热后，经循环氮气压缩 机压缩后分成两股：一股直接进入主换热器的D 通道，并从其中部引出进入高压膨胀机A膨胀， 再进入主换热器C通道的中部。另一股高压氮经 膨胀机A和B的增压机串联压缩后进入主换热器 的E通道，冷却后在其中部抽出，经高压膨胀机B 膨胀后又返流人主换热器的C通道，与另一股膨 胀氮气合并出主换热器，重又进循环氮气压缩机。??? 为了补充循环氮系统中泄漏的氮气，设置了补 充氮气压缩机，气源来自于经复热后的上塔顶部的 低压氮。2．3．2 中压氮膨胀??? 由一台电机制动的中压氮膨胀机完成，中压氮 气随装置负荷