空分设备降低系统能耗的优化控制及效果研究

为有效解决空分设备能耗较大的问题,在对空分工艺流程综合分析的基础上,详细对空分系统的能量进行分析,并提出了可采取的常规节能措施。重点对空分装置的压缩、精馏的优化控制策略进行研究,提出了根据需求量控制的变负荷控制算法,并对综合节能效果进行了评估。

大型空分装置能效对标分析

本文介绍了2种常见的空分装置流程和影响能耗指标的主要因素,如不同生产工况下工艺需求,工艺技术路线和规模,运行调节能力等。列表分析了4个地方标准和1个行业标准的差异点,提出了空分装置能效对标的基本原则和思路。最后通过案例分析说明了空分装置缺少统一标准规范引起的节能审查能耗指标计算不准确、能效对标难的现实问题。提出了国家层面尽快制定能耗限额标准,加大普及推广力度为项目上马保驾护航的意见建议。

低温精馏空分产品能耗分摊的确定与计算

建立了一种氧—氮—氩三元物系的物性计算模型和空分精馏系统计算模型 ,并应用所建立的物性与空分精馏系统计算模型 ,分别计算了生产氧或氮单高纯产品、生产氧、氮双高纯产品和生产氧、氮、氩三高纯产品空分装置的能耗。在此基础上 ,提出了一种新的考虑主导产品地位的空分产品能耗分摊比例计算方法 ,解决了国内外长期以来由于氧、氮、氩互为副产品而带来的单个产品能耗无法确定的问题。此方法消除了以往计算产品能耗时人为规定能耗分摊比例的缺点 ,为空分产品的能耗和成本确定与分析提供了客观的依据。

LNG冷量优化集成利用技术

我国将相继在沿海地区建成多个LNG接收站,每年将进口数以千万吨计的LNG,同时携带数着巨额冷量,而这些冷量可用于发电、空气分离、制造干冰、低温冷库等众多领域。基于国外LNG冷量利用现状,指出我国即将展开和实施此项技术还存在着:过程火用损较大,缺乏系统、全面的LNG冷量利用技术的研发指导机制,以及宏观调控力度薄弱等问题,进而提出了发展LNG冷量的集成利用方案,可为此类技术的研发利用提供新思路。以福建即将进口的LNG为例,模拟了空气分离与干冰制备的集成工艺流程,结果表明:福建每年进口的260×104tLNG可以冷却290×104t空气,相当于60000m3/h的氧气制备规模,还可以生产100×104t的干冰,其过程火用损较小;其剩余的高温位冷量可应用于低温冻结库或冰灯等项目,这对主体装置的实施效果和过程火用损的影响较小。该技术的优点在于可灵活控制冷却空气的液化率,基本不用冷却循环水,流程简单,设备投资少,能耗低等。

富氧燃烧深冷空分系统多级空压机运行能耗与经济性影响因素分析

基于R-K状态方程,采用偏离函数法对空压机内绝热稳流压缩过程中的空气理论压缩功和出口空气温度进行计算,建立了多级空压机空气压缩过程的运行能耗计算模型和级间冷却过程的排气放热量计算模型。基于[火用]分析方法,建立了用于定量分析空气压缩过程物理[火用]损失、排气冷却过程热量[火用]损失和多级空压机[火用]效率的计算模型。在此基础上,分析计算了制氧体积分数和级间冷却器出口空气温度变化对制氧过程中多级空压机运行能耗和经济性的影响。结果表明:适当降低制氧体积分数、选择较低的级间冷却器出口空气温度可降低深冷空分系统的制氧能耗,并提高其经济性。

旋流器内空气柱形成与发展及其对分离的影响

空气柱是固—液型旋流器流场中的一种特有现象,它对旋流器的分离性能有重要影响。采用流体体积函数模型模拟了空气柱的形成与发展过程,探讨了空气柱形成和发展的机理,分析了空气柱对旋流器溢流比、流场湍流结构、能耗的影响,并采用随机轨道模型分析了空气柱与分级效率的之间的关系。结果表明,空气柱导致旋流器溢流比、湍流强度及能耗增大,分级效率降低。为了降低能耗、提高分离效率应尽可能减小或消除空气柱。

氧气纯度与空分流程经济性分析

从物料平衡、能耗和流程效率几个方面入手， 分析了氧气纯度对空分设备的氧气产量、氧提取率、最小分离功、实际功和流程压力等对流程经济性至关重要的几个参数的影响， 并以具体计算实例进行了说明。结果表明， 合理地选用低纯度制氧机可带来明显的效益。

LNG冷能空分装置节能分析及问题探讨

我国每年进口大量的LNG,LNG在汽化过程中会释放出大量的冷量,如何充分利用LNG冷能具有重要意义。文中介绍了国内首套LNG冷能空分装置,通过对LNG冷能空分流程与传统空分流程进行对比,分析LNG冷能空分节能的理论依据,并对LNG冷能空分装置运行中的问题进行探讨。

复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题立项报告

针对我国大型钢铁、大型石化、大型火电等重大工程必需的复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键技术难题,探索解决"低能耗驱动的大尺度混合流复杂界面渐变形成规律""超大型化多机组多变量关联的变量(场)分离与耦合原理"与"高可靠性关键部机的寿命均衡设计与稳定运行理论"等基础科学问题。针对3个关键科学问题,设置了6个课题:大尺度混合流与非定常流动界面形成规律、大型装备中动力学非线性耦合机理、复杂工况多机组多变量关联设计理论、多机组同步稳定与寿命均衡设计原理、关键部机高强度大构件保质制造技术和超大型空分装备性能实验仿真与集成。通过该研究,阐明大型空气分离类成套装备大尺度混合流界面对气体传热传质的影响机理,揭示装备内部多相流体的非定常交变流动机理与能量迁移规律;阐明复杂工况大型装备动力学非线性耦合机理,建立跨机组多变量多参数关联的装备性能分析与工艺设计理论;揭示空分成套装备关键机组与关键部机高可靠性长寿命机理,提出关键机组与关键部机大型结构件的均衡寿命设计与保质制造方法;从而,为新一代空气分离类成套装备理论突破提供科学基础。

化学链高温空分制氧性能评价

采用Aspen Plus软件对高温空分制氧流程进行模拟研究并做出评价.基于热力学平衡原理,对不同金属氧化物载体(Mn3O4-Mn2O3和CoO-Co3O4)、不同反应温度下的平衡氧分压进行计算,得到了Mn3O4-Mn2O3和CoO-Co3O4体系氧平衡分压与温度的关系;在计算平衡氧分压的基础上,确定了制氧所需的空气量与水量/CO2量;构建了制氧流程,并进行了模拟计算.结果表明,在2种载氧体Mn3O4-Mn2O3和CoO-Co3O4中,载氧体Mn3O4-Mn2O3制氧性能较好;化学链高温空分制取纯氧能耗为0.353 kW.h/kg,与传统制氧能耗经验数据0.246 kW.h/kg相比并不具有明显的优势;化学链高温空分制取O2和CO2混合气体能耗为0.151 kW.h/kg(氧气体积分数为14.3%),与传统制氧能耗经验数据0.246 kW.h/kg相比,具有节能潜力.

深冷空分装置不同产品纯度下的产品能耗

利用Aspen Plus软件对深冷空分工艺流程建立了模拟模型,通过改变工况进行模拟分析,得到产品能耗与氧气体积分数的关系。能耗随氧气体积分数的降低而降低,二者之间的关系式可以拟合为一个4次多项式,为合成氨生产过程的整体优化节能奠定了基础。

煤制天然气项目空分装置规模等级及配套数量的确定

通过对煤制天然气项目空分装置的设备配置与设计优化的研究,在装置规模确定、空压机组选择等方面的配置及优化过程中,充分论证空分装置拟选的各主要技术方案、技术措施的安全可靠性与技术经济性,其最大程度地降低了设备、土建、土地等一次性投资成本及生产管理、运行能耗等生产运行时的长期管理成本,最大限度地保证了空分装置投资费用控制和连续、稳定、安全运行。

IGCC电站配套空分选型探讨

IGCC电站是未来重要的洁净煤发电技术路线,具有多联产以及污染物近零排放的优势。对IGCC电站进行了简述。针对IGCC电站配套空分装置,在空分产品需求、空分装置和动力装置之间的关联、空分压缩机驱动方式、空分产品压缩方式、空分能耗、空分变负荷能力方面进行选型探讨。

节能型循环风式多级叶丝风选系统的研发与应用

为了解决现有风选设备存在的能耗高、物料水分损失大、温度散失大等问题,研制节能型多级叶丝风选系统。该系统主要由匀料摊薄装置、一级循环风选系统、二级循环风选系统、除尘管路等组成。通过对物料进行均布摊薄,采用二级风选系统侧进风及垂直进风进行飘选及浮选,以提高风选效果,利用90%的循环风降低能耗及温度水分散失,采用密闭输送网带+出杂气锁装置对系统进行密封,防止扬尘。对比试验结果表明:与传统多级风选相比,采用节能型多级叶丝风选机,温度提高6.2℃,含水率提高0.3%,能耗降低50%以上,卷烟品质接近。改进后有效减少了叶丝水分及温度散失,节约了能源消耗。

浅谈空分设备能耗因素及节能措施

介绍了贵冶空分机组配置及空分机组系统组成、空分生产作业过程,对低温分离空分系统的主要电气设备进行了简单的介绍,并对主要耗电设备的能耗因素进行了详细分析,结合各设备的现状及近年来生产过程中的实际问题,优化生产操作,探讨了降低空分机组总能耗的措施。

大型煤化工项目配套空分装置方案比较

介绍了氧气总量为240 000 m3/h的某大型煤化工项目空分装置的3种配套方案,分析了3种空分方案的能耗、运行费用、投资及运行业绩。通过比较可知,方案3(3套80 000 m3/h空分装置)在能耗、运行费用及设备投资方面都有一定优势,如采用国产空分装置,考虑到运行业绩,则方案2(4套60 000 m3/h空分装置)较为合理。

大液体量空分装置流程形式的选择

通过对空分装置流程进行不同的组织形式,经过模拟计算和分析比较,选择出一种典型的满足大液体量产品要求的流程形式,可达到节能降耗的目的。

单冷源与双冷源的毛细辐射空调系统的能耗分析

随着经济的迅速发展,能源供给日趋紧张,在城市的建筑能耗中,空调能耗占整体能耗近一半,因此,研究降低建筑能耗的经济合理措施极为必要^([1])。文章简要介绍了毛细管辐射空调中单冷源系统和双冷源系统的特性,使用EnergyPlus软件,模拟单冷源系统与双冷源系统应用于毛细辐射空调末端的运行工况,利用SketchUp和EnergyPlus进行建模与能耗分析,最终得出采用毛细管辐射末端时,双温冷源温湿分控系统相比于单冷源系统节能19.3%,对实际工程中空调系统的设计具有一定的参考意义。

内压缩氮膨胀流程空分产品能耗分摊的探讨

针对液氧内压缩氮膨胀空分流程提出一种分设备求得各种产品分摊能耗的方法,比人为规定能耗分摊比例更为精确,比建立系统的精馏模型来计算空分能耗分摊的方法更为简单。为多种类(氧、氮、氩)、多压力等级(中、低压)、多状态(气、液)产品的内压缩氮膨胀流程的空分装置提出一种值得探讨的空分能耗分摊方法。

膜分离制氮设备在横向与竖向通风仓的应用研究

选择2栋分别配置有横向和竖向通风系统的平房仓,在相同的条件下运用膜分离式制氮设备进行气调杀虫与储藏作业,研究对比安装有竖向通风系统的和安装有横向通风系统的小麦仓房杀虫效果、浓度上升速率、单位能耗、气体分布均匀性等情况。实验证明安装有横向通风系统的仓房杀虫效果优于竖向系统仓,浓度上升速率为竖向系统仓的1.7倍,单位能耗比竖向系统仓低21%。气体分布均匀性和竖向系统仓基本相同。