通常情況下,都是用雙級精餾塔來作為分空塔,而不是單級精餾塔。這是什么原因呢?因為空分塔是在下塔中將空氣預分,精餾成富氧液空和純氮,然后在上塔中進一步精餾,得到氧、氮產品。
考慮到上、下塔的紐帶是冷凝蒸發器,它用下塔的壓力氮來加熱上塔的液氧,使液氧蒸發,同時氣氮被冷凝。所以采用雙級精餾塔的話可以使產品有較高的提取率,并使同時取得高純氧和高純氮成為可能。
雖然采用單級精餾塔也可能制取氧、氮產品,但它分別只能制取一種產品。在單級精餾塔塔頂可得到純氮產品,在塔底為富氧液空。靠富氧液空節流后的低溫液體使氮氣在冷凝器中冷凝,作為精餾所需的回流液。同時富氧液空吸熱蒸發,作為副產品引出。其中還含有大量氮組分未能作為產品提取。
空氣被液化后,節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品提取而損失掉。
由此可見,單級精餾塔分離空氣是不完善的,實際采用較少。但它的結構簡單,也有被用于生產單種產品的小型空分設備上。如果要想徹底有效的分離空氣,并且得到高純氧和高純氮,建議還是使用雙級精餾塔。
而設備自身來說,雙級精餾塔要比單級精餾塔多了一級精餾過程,這對物質的高效分離是有極大作用的。很明顯,單級精餾塔的應用范圍要比雙級精餾塔更加受限,精餾的效果也有可能無法令人滿意。不過單級精餾塔的優勢在于結構簡單,工作效率高,適用于分離簡單的成分。
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