低温热交换器的作用

低温热交换器的作用

在空气分离装置或其他利用深冷进行气体液化与分离的装置（例如碳氢化合物气体的分离装置）中，没有热交换器就不可能有效地进行深冷过程。即使对生产量只有150m'/h的小型制氧装置而言，也有着好几只热交换器，如图2.65所示，其中有用排出的氮气和氧气将常温空气一直冷却到一155一165℃的第一热交换器和第二热交换器，有液氮过冷器、液空过冷器和位于上，下精馏塔之间的冷凝蒸发器（俗称主冷）等。在大型空分装置中则具有更多的热交换器，在氢的分离装置中也如此。低温热交换器在低温装置中因装置容量的不同而履行不同的任务。现在以图2.65所示的150m3/h小型制氧装置的原理流程图为例来了解热交换器在这种小型制氧装置中所起的作用。

经过过滤和清除了二氧化碳和水分并经压缩机压缩过的高压空气进入主热交换器（简称主热）的上部（即第一热交换器）进行冷却，空气流出第一热交换器后分成两路：一路进人膨胀机，膨胀到下塔压力后进入下塔：另一路进入主热的下部（即第二热交换器）继续受到冷却，出来的空气经节流阀（即图中的节一1）节流至下塔压力后也进入下塔。

空气在下塔预精馏为富氧液空和液氮。富氧液空经液空过冷器和液空节流阀（即图中的节一2）节流后进入上塔中部，作为上塔的原料液，同时也是上塔回流液的一一个组成部分。液氨经液氮过冷器过冷和液氨节流阀（即图中的节一3）节流后进入上塔顶部作为塔顶回流液。这样，使液空在上塔再次精馏后，在上塔下部得到高纯度的氧气，顶部得到高纯度的氮气。由于离开精馏塔的氧气温度很低，它具有冷量，人们让它通过主热，利用它的冷量来冷却进入装置的高压空气，使氧气本身的温度提高，最后灌瓶。离开精馏塔的氮气温度更低，因此利用它依次将液氮、液空过冷外，也送到主热冷却高压空气，回收冷量，最后送给用户或排放。