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根據(jù)循環(huán)增壓機壓縮的介質不同，流程形式可分為空氣循環(huán)和氮氣循環(huán)。其中空氣循環(huán)又分為空氣循環(huán)單泵流程（液氧）和空氣循環(huán)雙泵流程（液氧和液氮），氮氣循環(huán)只有一種形式，即氮氣循環(huán)單泵流程。

 

以下具體簡介三種空分流程型式：

* 空氣循環(huán)單泵流程

當氣量在8000Nm3/h（30bar時）～20000Nm3/h(80bar時)以上時，氮氣透平壓縮機能夠滿足，流量小壓力高時整機效率較低，流量大時整機效率較高，此時應當采用氮氣外壓縮流程，因為能耗上氮氣外壓縮要較采用內壓縮占較大優(yōu)勢。

空氣循環(huán)單泵流程中高壓液氧與高壓空氣換熱，液化空氣進塔后大部分為參加精餾，導致這部分空氣當中的氮氣未分離，從而導致下塔氮氣分離量較外壓縮（全氣相進料，外壓縮流程或者氮氣循環(huán)單泵流程，液氮回下塔，其相當于全氣相）少20～30%（空氣循環(huán)雙泵流程）。所以空氣循環(huán)單泵流程的下塔抽氮量較全氣相進料的下塔要少。

* 空氣循環(huán)雙泵流程

一般氣量在8000Nm3/h（30bar時）～20000Nm3/h(80bar時)以下時，采用氮透無法做，而采用活塞氮壓機則是一方面需要有備機，投資較高，同時備件費用較貴；另一方面維護量較大，長期連續(xù)運行可靠性差，許多用戶均不愿選擇此種機型。同時下塔抽氮氣總量未超過氧氣量的1.5倍時，此時采用空氣循環(huán)雙泵流程的能耗較低，推薦采用空氣循環(huán)雙泵流程。

空氣循環(huán)雙泵流程的液化空氣量大（有高壓氧的復熱空氣和高壓氮的復熱空氣，對精餾的影響較大，尤其下塔抽氮氣量的最大量明顯要小，不能滿足時需要增大空氣量。

* 氮氣循環(huán)單泵流程

氮氣循環(huán)單泵流程從下塔頂部外抽一股壓力氮氣出冷箱，經過增壓后外抽中高壓氮氣產品，同時剩余部分作為增壓復熱與膨脹工質，與中高壓液氧進行換熱的流程。

氮氣循環(huán)單泵流程較空氣循環(huán)單泵流程的下塔抽氮量要多20%，氮氣循環(huán)單泵流程本質上與外壓縮流程的下塔相同（也為全氣相進料，高壓板式中高壓氮氣與高壓液氧換熱，液化后返回下塔頂部），這對于下塔抽氮氣量大超出最大抽氮限制時要節(jié)省不小能耗,但是氮氣循環(huán)單泵流程由于換熱器有循環(huán)量（增壓和膨脹），二次復熱不足損失，循環(huán)量（壓力氮氣）外抽換熱附加能耗（換熱品質差距大），氮氣作為增加復熱和膨脹制冷工質要比空氣差而多增能耗，氮氣膨脹后由于飽和點較空氣低（低4K，膨脹空氣中抽溫度低，這對于換熱是有利的）而產生的換熱器不可逆損失大(膨脹機機后帶液體限制)，膨脹空氣中抽溫度低而增強換熱所節(jié)省的能耗，同時中高壓產品規(guī)格與流程最佳增壓復熱壓力、膨脹制冷壓力的差距大而附加的能耗等各種因素導致氮氣循環(huán)單泵流程自身優(yōu)越性不能體現(xiàn)，有可能導致氮氣循環(huán)單泵流程能耗反而要高。

* 特點：

（1）對于空氣循環(huán)當下塔抽氮氣超過1.5倍的氧氣產品量時，由于破壞正常精餾工況而導致空氣量增大，此時氮氣循環(huán)（氮氣循環(huán)抽氮氣可達1.8倍，相當于外壓縮下塔，為全氣相進料，高壓氮氣與高壓液氧換熱，相當于部分主冷）更占能耗優(yōu)勢，能耗增加原因主要是超出下塔抽氮限制，進而導致空氣量增加，能耗增加，對于空氣循環(huán)單泵流程優(yōu)勢不明顯，對于空氣循環(huán)雙泵流程優(yōu)勢較大。

（2）當下塔抽氮氣量不大，流程需要氮透時，如果是蒸汽驅動，還需要投資汽輪機。氮氣循環(huán)單泵流程的優(yōu)勢是能耗相差不多時，投資少一臺氮壓機（蒸汽驅動時還有汽輪機），產品種類多時為多臺（中壓氮壓機，高壓氮壓機），部分產品規(guī)格可能量小而無法做，避免下塔抽氮氣量大采用部分高壓氮產品內壓縮（量大時）而導致能耗較氮氣循環(huán)高，另外一般需單獨配置儀表氣壓縮機。

（3）采用氮氣循環(huán)單泵流程，一方面增壓機流量增大避開機器流量小而效率低的區(qū)域，另外當中壓氮氣產品與膨脹空氣27bar越接近（理論上其他壓力也可以中抽），高壓氮氣與高壓氧氣產品的增壓復熱最佳壓力越接近，能耗越小，而偏離越大，能耗越大。

（4）穩(wěn)定運行方面，氮氣循環(huán)的機組需要采用進口多軸機型，投資要較單軸機型略高，單軸機型一般壓力高、末級流量小時也無法滿足，效率較低導致能耗較高，產品壓縮機與增壓機合二為一，可靠性不好，但操作維護量小。

（5）對于氮氣循環(huán)所配置的低溫膨脹機最好可以帶液體量7%左右的，這樣較好的平衡了換熱溫差，減小了不可逆損失，從而節(jié)省了能耗。對于中抽量大的，需要配置低溫冷氣機組或高溫膨脹機，來使得換熱器熱段溫差減小，不可逆損失減小，從而節(jié)省能耗。

當下塔抽氮氣2倍以上，此時抽氮氣量大，應該選擇配置雙下塔（配置一個氣量占總氣量不小于30%的工作壓力為3bar的高純氮裝置）的空氣循環(huán)單泵流程（高純氮裝置冷凝器的液空蒸發(fā)氣體進上塔，相當于外壓縮流程上塔），對精餾而言，空氣循環(huán)雙下塔單泵流程對氧氮有利而對氬不利。

從2007年開始鋼鐵工業(yè)的產能已經趨緩，對空分設備的需求有所下降，這個缺額已經被三大化工，特別是煤化工中煤制油項目的新增需求所填補。例如一個年產油品300萬t的煤制油項目就需要6萬等級空分設備10套左右，其它配套煤化工項目的空分裝置也越來越多，也就是說煤化工項目仍將是空分行業(yè)的最大用戶。