内压缩空分流程及与常规流程的比较.pdf

“某专家是如何计算深冷压缩的有效能投入产出率呢？它的算法很简单，环境温度300K，深冷气体温度100K，绝热效率100%深冷压缩至压力P，功耗120Kwh，深冷气体得到的有效能120Kwh。绝热效率80%深冷压缩至压力P，功耗150Kwh，他的计算方法是深冷气体得到的有效能是120Kwh一(150-120)╳2二60Kwh，有效能投入产出率40%。绝热效率60%深冷压缩至压力P，功耗200Kwh，得出的有效能投入产出负40Kwh！专家还定义了深冷压缩的临界绝热效率，即当绝热效率低于临界效率时，深冷压缩前后有效能不增反减！大家可以认真思考一下，那个计算过程是正确的。！”
——来自尤总帖子

尤总说的这个计算方法肯定错了！你从哪里看来的这个算法？是尤总自己无中生有的吧？温度变化后，计算冷损有效能肯定要用到积分，上下标都是温度，积分后的公式中有对数，你没用到积分，公式中更无对数，显然不可能正确。

可能尤总把液体泵增压与气体低温压缩搞混淆了，液体泵增压后温度变化很小，可以近似用尤总的这个公式来计算。但气体绝热压缩后温度变化大，就不能用尤总的这个公式计算了，需要用积分计算，否则误差太大。

本帖最后由 Sunqh 于 2022-4-13 16:32 编辑

尤氏单塔中的复热常温压缩和低温气体直接增压的比较，正如瞎子和聋子的比较，瞎子拉二胡强于聋子，聋子放羊比瞎子方便。但是除了聋子和瞎子，还有正常人，正常人也能拉二胡和放羊。空分中无论是气体流程还是液体流程，都是先气体常温增压再换热降温才是正常的，尤总的低温气体复热后常温增压再降温或低温气体直接增压都不是好办法。

本帖最后由 Sunqh 于 2022-4-13 09:25 编辑

“环境温度300K，深冷气体温度100K，绝热效率60%绝热压缩至压力P，功耗200Kwh，压缩终点温度170K，深冷气体得到的压力有效能300Kwh，冷损损失冷能245Kwh，深冷气体得到的有效能55Kwn。”
——来自尤总帖子

近似用理想气体计算。将压缩分为100%绝热压缩和热量两部分，其中压缩功200*60%=120kWh，热量200-120=80kWh，绝热压缩温升至100+(170-100)*120/200=142K，热量引起温升142K至170K

冷损有效能损失=80/(170-142)*积分(300/t-1)dt，积分上标170K，下标142K
计算出冷损有效能损失=74kWh

所以深冷气体得到的有效能是120-74=46kWh，尤总的55kWh又算错了。

有效能效率=46/200=23%

尤总的计算能力还有待加强，印象中，尤总计算十之七八都是错的，无计算过程，只有一个错误的结果，别人看不出尤总错在哪里，尤总自己也不知道。

尤总不厌其烦地200多个帖子，翻来覆去也就那么几句，排列组合，实际上两三个帖子就够了。

请先生正面回答，深冷气体温度100K，环境温度300K，绝热效率100%压缩至压力P，功耗120KWh，深冷气体得到的压力能是多少？冷损是多少？是120KWh还是零？
——来自尤总帖子

120kWh输入功可以引起气体冷量有效能减少，但是可以不作为冷损，因为其可逆过程膨胀能产生同样多的冷量。

绝热效率100%功耗120kWh，深冷气体得到的有效能就是120kWh，但是要计算出其中的压力有效能增加和冷量有效能减少的条件不够，还需要指出压比或终了时温度。

极端情况下，压比→1时，温升→0，压力有效能增加=300/100*120=360kWh，冷量有效能减少=(300/100-1)*120=240kWh，总有效能增加=360-240=120kWh

当压比=2时，绝热压缩功=V*101.3*100/273.15*(1.4/(1.4-1))*(2^((1.4-1)/1.4)-1)/3600=120，可得到V=15196Nm3/h，所以压力有效能增加=15196*101.3*300/273.15*ln(2)/3600=325.5kWh

压缩终了温度=100*2^((1.4-1)/1.4)=121.9K

冷量有效能减少=120/(121.9-100)*积分(300/t-1)dt，积分上标121.9K，下标100K，可得到
冷量有效能减少=205.5kWh

气体有效能增加=325.5-205.5=120kWh

压比越大，压力有效能增加和冷量有效能减少同步减小，两者差值不变。

“环境温度300K，深冷气体温度100K，绝热效率100%绝热压缩至压力P，功耗120Kwh，压缩终点温度140K，深冷气体得到的压力有效能300Kwh，冷损(焓升)120Kwh，冷损损失冷能180Kwh，深冷气体得到的有效能(得到的压力能减去焓升导致的冷能减少)120Kwh。”
——来自尤总帖子

冷量有效能减少=120/(140-100)*积分(300/t-1)dt=182.8kWh，(积分上标140，下标100)
气体得到的压力有效能=120+182.8=302.8kWh

本帖最后由 Sunqh 于 2022-4-21 12:07 编辑

氧气最小液化功0.25kWh/Nm3，氮气最小液化功0.27kWh/Nm3，实际上就是说液氧和液氮的冷量有效能分别是0.25和0.27kWh/Nm3

我们说液氮和液氧的液化效率大约是50%，是说空分中得到冷量有效能的效率大约是50%，即每得到1kWh的冷量有效能，实际需要消耗电能2kWh左右。

空分中直接得到压力有效能的效率大约是75%左右，即常温压缩的等温效率75%，得到冷量有效能的效率50%，得到压力有效能的效率高于得到冷量有效能。

深冷压缩在能耗上主要有两方面不利，一是部分功耗转化为热量，产生冷量有效能损失；二是将部分冷量有效能转化为压力有效能，由于得到冷量有效能的效率低于得到压力有效能效率，这种转化是不利的，为补偿这些失去的冷量有效能，需要消耗更多的功。

尤总申请尤氏单塔专利，肯定花了不少钱，专利有效期20年，已经过去了13年，大半年份已经过去，要保持专利有效，每年还要交年费好几千，尤总是否还交这个钱？在我们看来，这个钱肯定是扔水里了，尤氏单塔明显不能成立，正如一位空分厂家的专家所说“一看就不合理”。不可否认，尤总很有魄力，初生牛犊不怕虎的这种，但是不怕虎未必是好事。

本帖最后由 Sunqh 于 2022-4-21 11:21 编辑

“环境温度300K，深冷气体温度100K，绝热效率80%绝热压缩至压力P，功耗150Kwh，压缩终点温度150K，深冷气体得到的压力有效能300Kwh，冷损失冷能210Kwh，深冷气体得到的有效能90Kwh。”
——来自尤总帖子

绝热压缩功=150*80%=120kWh，20%热量30kWh引起温升10K，即从140K升至150K，所以：
冷损引起的冷量有效能损失=30/(150-140)*积分(300/t-1)dt=32.1kWh，这部分才是损失
冷量有效能转化为压力有效能=120/(140-100)*积分(300/t-1)dt=182.8kWh，这部分是有效能转换，不是损失
深冷气体增加的压力有效能=120+182.8=302.8kWh
深冷气体得到的有效能=120-32.1=302.8-182.8-32.1=87.9kWh
有效能效率=87.9/150=58.6%

尤总“深冷气体得到的压力有效能300Kwh，冷损失冷能210Kwh，深冷气体得到的有效能90Kwh”怎么算出来的？是否按算术平均温度125K估算的？

名者实之宾也，我说的有效能效率就是你说的投入产出率，这个无关紧要，尤总尤彪名虽不同，实际是同一个人。

关于深冷绝热压缩的有效能效率，肯定与压比有关，压比越小，效率越低，应该是尤总贵人多忘事了。你说的深冷等温压缩效率计算是对的，100*300/100-100*(300/100-1)=100。

内压缩本身并不节能，但是也有几点好处：
1、        回流液空多液氮少，正好与氩氧分离需要回流液多而氮氧分离需要回流液少相适应，精馏塔各段回流液分布更趋合理；
2、        氧压机价格很贵，安全性差；
3、        以空气压缩代替氧气压缩，空气增压机效率比氧压机高；
4、        主冷安全性好；
5、        空分要生产大量液体产品时，主换热器中必须有大量空气液化才行，正好液氧在主换热器中的蒸发可以给主换热器提供冷量，所以内压缩流程适合生产更多液体产品。

但是尽管有以上几点好处，同一家空分公司生产的外压缩和内压缩空分，在机器配置的档次相同时，至少在气体工况下，一般内压缩流程的能耗是要高一些的。全低压外压缩受进上塔膨胀空气量限制，确实不适合生产更多液体产品。当然你也可以说在气体工况下，内压缩的优势没有发挥出来。

我举的瞎子聋子例子，是说瞎子拉二胡，聋子放羊，两个比较各有优势，但是他们要去跟正常人比较，那就说不上优势了。尤氏单塔中的深冷压缩与复热常温压缩比较，两者也是各有千秋，但是要跟先常温压缩再换热降温的正常方法比较，那就困难了。

尤总想得多，但是错漏也太多，特别是计算方面的。

内压缩流程中汽化液氧的高压空气量，一般认为是氧气量的1.3倍左右，而空气压力是氧气压力的2.3倍左右，流量和压力都升高，增压机功率当然比氧压机大。

先增压再降温才是正常的，复热压缩再降温和低温增压都不好。

尤总说生产95%氧气时，进上塔膨胀空气量可以达到40%，这不对，正确是小于30%，有最小回流比限制。厦大报告中双塔流程实际也是生产95%氧气(二元99.5%就是三元95%)，但尤总膨胀空气量取值只有14%，40%与14%，这也太随意了，如果照尤总的40%，那液氧量能增加到多少？

《深冷技术》1999年第4期第13页，原中国空分公司总工程师江楚标的文章。江总工的文章中同时有“空压机效率比氧压机高9%~10%”、“内压缩流程能耗高3%~7%”的说法。

本帖最后由 Sunqh 于 2022-4-27 09:23 编辑

你的厦大论证报告是二元14%，不是三元。你哪里看来的进下塔空气数量只需要60%？我从来都是认为二元计算或生产95%氧气时，膨胀空气进上塔25%~30%，2020年我发表的一篇文章中也有“最大可能接近加工空气量的30%”的说法。

内压缩流程的上下塔有21%贫液空加入后，最小回流比减小，所需进下塔空气量也减少，但估计也要65%或更多。

尤总既不了解空分，也没有理解热泵精馏，只是用“拉郎配”的方式将两者强行结合在一起，哪有成功的可能？

热泵精馏比较适合于操作温度100℃~200℃左右的精馏塔，且要求塔顶和塔底温差不大，比如<36℃，这是网上的说法。但我认为这个温差说法有点问题，压缩功与绝对温度T成正比，塔顶塔底温差应看相对温度，两个绝对温度之比，T底/T顶，大于1.1就基本上不适合了。尤总再三说过液氮和液氧蒸发温度接近，一个是-196℃，另一个是-183℃，只有13℃，相差小。但如果看相对温度，那就是90/77=1.17，很大了。所以说，至少上塔采用直接热泵式精馏方法并不适合，压缩比很大。至于粗氩塔，氩与氧的蒸发温度差确实较小，压缩比也不大。但无论是低温增压还是复热常温压缩，都有不可忽视的额外损失，这就决定了尤总提出的这个方法根本行不通。

尤总的这个方法正如到月球上放羊，但是羊要吃草，要喝水，更要呼吸氧气，而月球上这三样都没有，不事先了解这些，只是大胆提出到月球上放羊，羊上去了哪能成活？

尤总自诩为将热泵精馏引入空分第一人，但我大约30年前就看到过空分热泵精馏方面的文章，初看有点新奇，实际经不起推敲。以前有提出空分热泵精馏的，现在尤总又提出了，可以肯定的是，以后还会有人自以为是空分热泵精馏的首创者。说得好听点是“前仆后继”，实际不过一个个掉坑里罢了。

尤氏单塔的惟一优点只有塔高降低(双塔流程只要加个循环泵也能降低塔高)，其他能耗和设备投资等方面，尤氏单塔都比目前正常的双塔流程差很多，完全不是一个级别的。开空如果为尤总“示范工程”，必定在行业内闹笑话。