热泵精馏
精馏是化工、石化等行业中的重要组成部分。石油和化学工业的能耗占工业总能耗的比重很大，其中约60％用于精馏过程。而在常规精馏塔的流程中，塔底再沸器所输入的能量大约有95％在塔顶被冷却空气或冷却水带走。一般情况下，这部分能量不能得到进一步的回收利用，热力学效率很低。因此精馏过程的节能十分必要。多年来，人们已采用了多种方法和手段对精馏塔的装置和操作进行改进，以减少精馏塔所消耗的能量，如以产品物流预热进料、增加塔板数、减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器、适宜的保温材料和高效填料等方式。但要进一步降低能耗，只有通过回收塔顶的热量来实现。热泵技术便是目前最为突出的、行之有效的节能方法。 热泵的工作原理
作为自然界的现象热量也总是从高温区流向低温区。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。热泵实质上是
一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象，其工作原理复合肥振动筛与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。
热泵精馏利用工作介质吸收精馏塔顶蒸汽的相变热，通过热泵对工作介质进行压缩，升压升温，使其能质得到提高，然后作为再沸器的加热热源，从而既节省了精馏塔再沸器的加热热源，又降低了精馏塔塔顶冷凝器的冷凝换热负荷，达到了节能目的。 热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。热泵精馏是把精馏塔塔顶蒸汽加压升温,使其用作塔底再沸器的热源,回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。根据热泵所消耗的外界能量不同,热泵精馏可分为蒸汽压缩式和蒸汽喷射式两种类型。
蒸汽压缩机方式
蒸汽压缩机方式热泵精馏在下述场合应用，可望取得良好效果：
（1）塔顶和塔底温差较小的场合。只要塔顶和塔底温差小于36℃，就可以获得较好的经济效果。
（2）被分离物质的沸点接近，分离困难，回流比高，因此需要大量蒸气的场合。
（3）在低压运行时必须采用冷冻剂进行冷凝。为了使用冷却水或空气作冷凝介质，必须在较高塔压下分离某些易挥发性物质的场合。
考虑到冷凝和再沸器热负荷的平衡以及便于控制，在流程中往往设有附加冷却器和加热器。按照流程的不同，蒸汽压缩机方式又可分为塔顶气体直接压缩式、单独工质循环式、分割式和塔釜液体闪蒸再沸式四种流程，也有将间接式算作一种流程的。
塔顶气体直接压缩式热泵精馏
气体直接压缩式热泵精馏是以塔顶气体作为工质的热泵,其流程见图,主要由精馏塔、压缩机、凝汽器(即精馏塔的再沸器) 和节流阀等组成。精馏塔顶气体经压缩机压缩升温后进入塔底再沸器,冷凝放热使釜液再沸,冷凝液经节流阀减压后,一部分作为产品出料,另一部分作为精馏塔顶的回流。塔顶气体直接压缩式热泵精馏的特点是: (1)所需的载热气介质是现成的; (2) 因为只需要一个热交换器(即再沸器) ,压缩机的压缩比通体常低于单独工质循环式的压缩比 束腹带; 直接压缩式热泵精馏图
(3) 系统简单,稳定可靠。塔顶气体直接压缩式热泵精馏适合应用在塔顶和塔底温度接近,或被分离物质因沸点接近难以分离,必须采用较大回流比,因此需要消耗大量加热蒸汽(即高负荷的再沸器) ,或塔顶冷凝物需低温冷却的精馏系统。
单独工质循环式热泵精馏
当塔顶气体具有腐蚀性或塔顶气体为热敏性产品或塔顶产品不宜压缩时,可以采用单独工质循环式热泵精馏,它主要由精馏塔、压缩机、蒸发器、凝汽器及节流阀等组成。这种流程利用单独封闭循环的工质工作:高压气态工质在凝汽器(即精馏塔的再沸器) 中冷凝放热后经节流阀减压降温,入塔顶蒸发器(即精馏塔的凝汽器) 中吸热蒸发,形成低压气态工质返回压缩机压缩,进行再循环。
单独工质循环式热泵精馏的特点是:
(1) 塔中要分离的产品与工质完全隔离; (2) 可使用标准精馏系统,易于设计和控制; (3) 与塔顶气体直接压缩式相比较,多一个热交换器(即蒸发器) ,压缩机需要克服较高的温差和压力差,因此,其效率较低。考虑到工质的化学稳定性,单独工质循环式热泵精馏应用的温度范围
限制在大约130 ℃左右,而许多有机产品的精馏塔却在较高的温度下操作。与普通制冷剂相比,水的化学和热稳定性好,泄漏时对人和臭氧层无负效应,价格便宜,而且具有极好的传热特性,在热交换中所需的换热面积较小,特别适合精馏塔底温度较高的精馏系统。
医院用筋膜仪 分割式热泵精馏
分割式热泵精馏流程主要组成部分:上塔、压缩机、驱动器、上塔蒸发器、下塔、下塔再沸器 。分割式热泵精馏是流程分为上、下两塔,上塔类似于直接式热泵精馏,只不过多了一个进料口;对于下塔,则类似于常规精馏的提馏段即蒸出塔,进料来自上塔的釜液,蒸汽出料则进入上塔塔底,分割式热泵精馏的节能效果明显,投资费用适中,控制简单。分割式热泵精馏的特点是可通过控制分割点浓度(即下塔进料浓度) 来调节上塔的温差,从而选择合适的压缩机,在实际设计时,分割点浓度的优化是很必要的。分割式热
泵精馏适用于分离体系物的相图存在恒浓区和恒稀区的大温差精馏,如乙醇水溶液、异丙醇水溶液等。 分割式热泵精馏流程图
闪蒸精馏
闪蒸再沸是热泵的一种变型，它直接以塔釜出料为冷剂，经节流后送至塔顶换热，吸收热量蒸发为气体，再经压缩升压升温后，返回塔釜。塔顶蒸气则在换热过程中放出热量凝成液体。从精馏过程的角度看，可理解为再沸器和塔顶冷凝器为一个设备。从制冷角度看，则可理解为节省了塔底再沸器，将间接换热改成了直接换热。其流程与塔顶气体直接压缩式相似，它也比间接式少一个换热器，适用场合也基本相同。不过,闪蒸再沸在塔压高时有利，而塔顶气体直接压缩式在塔压低时更有利。
间接式热泵精馏
间接式热泵精馏主要部分组成摄像头识别:精馏塔、压缩机、驱动器、蒸发器、辅助蒸发器、冷凝器、膨胀阀。在闭循环中,循环工质在冷凝器 中吸收塔顶产品的冷凝热而自身汽化,经过压缩机压缩后,把它升高到一个较高的压力和温位,之后在塔底蒸发器中该工质再次冷凝,把它的热
量传递给蒸发的塔底产品。由此,工质经过膨胀阀进入冷凝器进行再循环,从中可以看到,这充分利用了精馏系统本身凝结所放出的热量。
间接式热泵精馏的特点：
(1)塔中的待分离产品与工质完全隔离;
(2) 可使用标准精馏系统,易设计和控制;
(3)与塔顶直接式蒸汽压缩相比较,多一个热交换器,这就意味着压缩机需要克服较高的温差和压力差,因此,其效率较低。
间接式热泵精馏的适用范围是热敏产品、腐蚀性介质或塔顶产品不宜压缩的精馏系统。考虑到工质的化学稳定性,间接式热泵精馏应用的温度范围限制在大约130 ℃左右,而许多有机产品的塔却是在较高的温度下操作。与普通制冷剂相比,水作为高温工质却有许多便利。水有高度的化学和热稳定性(排出温度可达246 空间种植塔℃焊锡炉) ,工程设计时物性数据丰富,泄露时对人、环境和臭氧层无负效应,而且极便宜,几乎无任何代价,最重要的一点是水有极好的传热特性,在热交换中所需的换热面积较小,它特适合塔底温度较高的精馏系统。
蒸汽喷射式热泵精馏
蒸汽喷射式热泵是提高低压蒸汽压力的专门设备，其原理是借助高压蒸汽(驱动蒸汽)喷射产生的高速汽流，将低压蒸汽的压力和温度提高，而高压蒸汽的压力和温度降低。低压蒸汽的压力和 温度提高到工艺能使用的指标，从而达到节能的目的。在该流程中，塔顶蒸汽是稍含低沸点组成的水蒸汽，其一部分用蒸汽喷射泵加压升温，随驱动蒸汽一起进入塔底作为加热蒸汽。蒸汽喷射式热泵在利用蒸汽的企业有着广泛的利用。
(1)低压蒸汽升压再利用。有些工厂企业同时使用几种不同压力的蒸汽，而热源又不能全部满足，这时可用蒸汽喷射式热泵将部分低压蒸汽升压，以满足生产的需要。
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