通常情況下,都是用雙級(jí)精餾塔來作為分空塔,而不是單級(jí)精餾塔。這是什么原因呢?因?yàn)榭辗炙窃谙滤袑⒖諝忸A(yù)分,精餾成富氧液空和純氮,然后在上塔中進(jìn)一步精餾,得到氧、氮產(chǎn)品。
考慮到上、下塔的紐帶是冷凝蒸發(fā)器,它用下塔的壓力氮來加熱上塔的液氧,使液氧蒸發(fā),同時(shí)氣氮被冷凝。所以采用雙級(jí)精餾塔的話可以使產(chǎn)品有較高的提取率,并使同時(shí)取得高純氧和高純氮成為可能。
雖然采用單級(jí)精餾塔也可能制取氧、氮產(chǎn)品,但它分別只能制取一種產(chǎn)品。在單級(jí)精餾塔塔頂可得到純氮產(chǎn)品,在塔底為富氧液空。靠富氧液空節(jié)流后的低溫液體使氮?dú)庠诶淠髦欣淠鳛榫s所需的回流液。同時(shí)富氧液空吸熱蒸發(fā),作為副產(chǎn)品引出。其中還含有大量氮組分未能作為產(chǎn)品提取。
空氣被液化后,節(jié)流至塔頂作為回流液,在塔底可得到高純液氧。但是,由于在塔頂噴淋的液體中含氧較高,頂部排出的蒸氣不可能是純氮,約含有7%的氧,即有三分之一的氧未能作為產(chǎn)品提取而損失掉。
由此可見,單級(jí)精餾塔分離空氣是不完善的,實(shí)際采用較少。但它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也有被用于生產(chǎn)單種產(chǎn)品的小型空分設(shè)備上。如果要想徹底有效的分離空氣,并且得到高純氧和高純氮,建議還是使用雙級(jí)精餾塔。
而設(shè)備自身來說,雙級(jí)精餾塔要比單級(jí)精餾塔多了一級(jí)精餾過程,這對(duì)物質(zhì)的高效分離是有極大作用的。很明顯,單級(jí)精餾塔的應(yīng)用范圍要比雙級(jí)精餾塔更加受限,精餾的效果也有可能無(wú)法令人滿意。不過單級(jí)精餾塔的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作效率高,適用于分離簡(jiǎn)單的成分。
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