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双螺杆蒸汽jdb电子游戏平台网站 在化工精馏工艺中的改进

   【jdb电子游戏平台网站 网】随着化工领域工艺的不断发展和提高,特别是精细化工行业中出现了一个非常重要的环节——分离,液体中不同组分的分离多采用“精馏”工艺。“精馏”就是利用工艺反应生成的液体混合物中各组分沸点的差别,使液体混合物中一部分气化并形成蒸气部分而后再冷凝,从而实现其所含组分的分离,是一种典型传质分离的工艺单元操作。精馏装置最主要的核心装置是“精馏塔”,同时精馏塔也是最消耗能源的一环,其耗能可以占到整套工艺流程中总耗能的60%以上,所以精馏塔的效率高低,直接决定了工艺流程的合理性和经济性。为了降低整套工艺流程的能耗和提高精馏塔的效率,现在越来越多的精馏工艺中引入了“热精馏”技术。“热精馏”的核心理念是利用机械功的方式,通过提高精馏塔塔顶的低温热媒品质,并将其作为塔釜再沸器的热源来源,实现塔顶、塔釜热量的循环利用模式,在热泵精馏技术中,用于对塔顶低温热媒做功的jdb电子游戏平台网站 就是最核心、最关键的设备。
  热泵精馏工艺中采用的jdb电子游戏平台网站 型式一般分为离心式和容积式两大类,容积式jdb电子游戏平台网站 又以罗茨式(双螺旋式)和双螺杆式为主。在此,笔者主要就双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 在热泵精馏工艺中应用阐述一下个人的见解,如有疏漏错误之处,还请大家指正。
  首先,笔者认为热泵精馏工艺中,采用的双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 应该是经过特殊改进的蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,而不能是通用型的蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,用“蒸汽热泵”的称呼描述,似乎更为准确。原因有两点,一是热泵精馏工艺中,进行分离的液态混合物,一般是化工成品或半成品,如甲醇、乙醇等等精细化工成品、半成品,不会是以水为主体液态物质,所以其蒸发出来的蒸汽应该是工艺性气体热媒介,是具有酸、碱、盐等化学特性的工艺蒸汽,而不是纯净水蒸汽。也就是说是不同于水蒸发出来的水蒸汽,而是带有物理、化学特性的工艺蒸汽。这些工艺蒸汽的物理特性与化学特性,与普通的蒸汽是有区别的,包括密度、熵值等指标与普通蒸汽差别很大。其二,很多化工产品的沸点都不高,有的在100℃左右,有的比水的沸点要低,所以很多时候产品会以气液两相物态的形式出现,即蒸汽中裹挟着一部分液态组分。所以精馏塔顶热媒介,也就是工艺蒸汽与普通蒸汽是完全不同的。对这些工艺蒸汽的回收与压缩,如果采用传统型式的蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,那么后期的运行效果就会非常不理想。
 
  双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 最初是以干式无油双螺杆jdb电子游戏平台网站 为原型衍生出来的,干式无油双螺杆jdb电子游戏平台网站 最早是以工艺气体为主要输送介质,衍生为蒸汽jdb电子游戏平台网站 后,就以水蒸汽为主要输送介质,但其保留了干式无油双螺杆jdb电子游戏平台网站 的一切特点,允许被输送的介质中带有凝液和不凝气等组分,这是其最大的特点之一。
  如果将双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 用于纯净的水蒸汽的增压与输送,是没有任何问题的。纯水蒸汽多来源于热电联产产生的饱和蒸汽,其纯净度比较高,组分干净,对蒸汽jdb电子游戏平台网站 的要求比较低,此时选择蒸汽jdb电子游戏平台网站 的型式一般是以效率作为首选指标,而双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 正是以高效低耗的性能著称。但是如果用于热泵精馏工艺,双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 现在所具备的这些特点,就不够了。首先是热媒介的组分不纯净,是具有某些特定物理、化学特性的工艺蒸汽了;第二个问题是“含液”,而不是简单的带液了,含液与带液是完全不同的表述。带液是蒸汽中有极少量的液态组分,而含液则是介质中混有一部分液体组分了,其性质是完全不同的。很多热媒蒸汽就变成了一种气液两相的混合状态,由大部分气态组分裹挟着小部分液态组分通过jdb电子游戏平台网站 输送。对于jdb电子游戏平台网站 来讲,输送介质中如果含有一定比例的液态组分时,jdb电子游戏平台网站 是无法承受的,就会发生故障导致jdb电子游戏平台网站 损坏。所以,此时输送这些混合组分就不是纯粹的jdb电子游戏平台网站 能完成的,而是需要一种双螺杆jdb电子游戏平台网站 +双螺杆泵组合型式的“双螺杆式蒸汽热泵”。
  “双螺杆式蒸汽热泵”的理念就是根据工艺蒸汽的物态和组分,将双螺杆jdb电子游戏平台网站 与双螺杆泵进行接合,其在输送不同阶段蒸汽时,有时表现出双螺杆jdb电子游戏平台网站 的特性,有时表现出双螺杆泵的特性。通俗的讲,就是有时“输气”,有时是“气液混输”。
  这种具有双螺杆jdb电子游戏平台网站 和双螺杆泵的共性,可以做到“气液混输”的双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,最适合应用于热泵精馏工艺中,能够充分适应精馏塔顶气的多种组分和物态的特性。
  根据笔者的调研发现,很多企业特别是一些精细化工企业,已经接受了热泵精馏的理念,对已建成的传统单塔或者多塔进行了技术改造,以达到节能降耗、余热梯次利用的目的。但是很多生产企业都反馈出一个比较集中的问题,就是热泵精馏工艺中采用的jdb电子游戏平台网站 不好用、效率低,达不到预期设计指标,而且故障多、维修频繁等等,都集中反应在选用的jdb电子游戏平台网站 上面。
  通过综合分析,笔者发现问题其实不是出在jdb电子游戏平台网站 本身上,而是出现在jdb电子游戏平台网站 选型这个关键环节上。很多热泵精馏工艺中选用的蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,无论是离心式、罗茨式、双螺杆式等,选型计算时都是以水蒸汽作为选型参考介质,按照水蒸汽的特性来计算选型,而对工艺蒸汽的特性认识不足,或者是未引起充分重视,对工艺蒸汽中含液、物理、化学特性等特点没有充分预判,造成了后面设备运行后故障频发、效率低下,导致开车不顺利或者无法运行。
  笔者发现很多化工企业中,新建装置或新工艺中对余热的梯次利用,已经考虑的非常全面了,只是一些早期的工艺装置中,最初的工艺流程设计时没有考虑到余热利用,造成现有装置很大的能源浪费,所以对这些早期装置的改造,才是热泵精馏工艺的重点和难点所在。这些早期的工艺装置多是单塔精馏、双塔精馏设计,对这些单塔、双塔的工艺改造时,就会遇到气量小、压比高,同时占地面积受限、电耗配置受限、系统管路受限等诸多问题,这就要求对装置改动越少越好。所以,当热泵精馏工艺应用于传统的单塔、双塔的改造中,会因为工况特点对jdb电子游戏平台网站 的要求比较特殊。如果对工艺工况条件不清楚,草率的给用户推荐选用蒸汽jdb电子游戏平台网站 ,后续会有很多问题出现,这些问题会让使用者对热泵精馏工艺失去信心,同时也对蒸汽jdb电子游戏平台网站 性能产生质疑。
  所以,对于热泵精馏工艺中双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 的应用与改进,笔者认为是非常关键的一步,其决定着整套工艺流程与装置的成功与失败,要慎之又慎。前期对工况进行详细完备的调研 ,对工艺蒸汽的数据指标和特性要充分掌握。根据个人经验,在对很多早期的单塔、双塔的热泵精馏改造工艺中,双螺杆式蒸汽热泵就可以解决目前传统通用型双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 在某些工况下无法胜任的问题,满足热泵精馏工艺中复杂工况的条件。另外,要根据现场的特定工况条件进行有针对性的改进改型,而不能“一视同仁”无差别的选用配置。这才是双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 在热泵精馏工艺中应用的最关键基础,只有基于此基础,双螺杆式蒸汽jdb电子游戏平台网站 才能有更广阔的应用前景。
 

来源:本站原创

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