空分产品能耗分摊比例计算方法

摘要

本发明提供了一种确定空分生产能耗在各产品间分摊比例的计算方法，包括：氧－氮－氩及其混合物的物性计算，精馏计算，空分流程计算，其特征在于：分别计算出单独生产氧或氮的单高纯产品空分装置的能耗、同时生产氧和氮的双高纯产品空分装置的能耗以及同时生产氧、氮、氩产品的空分装置的能耗；氧或氮为主导产品时，单高纯产品空分装置的能耗即为氧或氮的耗耗，双高纯产品空分装置能耗减去单高纯产品空分装置能耗即为非主导产品之能耗；将氧氮分别为主导产品时的能耗进行平均，即可得出氧氮均为主导产品时的能耗；以同时生产氧氮氩产品空分装置的能耗减去同时生产氧氮产品空分装置的能耗，即可得到氩产品的能耗。

主权项

1、一种空分产品的成本计算方法，包括：氧—氩—氮及其混合物的物性计算，精馏计算，整个空分流程的模拟计算，其特征在于：a、计算步骤：(1)以单独生产氧产品的空分装置即单高塔流程为计算对象，通过精馏模型计算得出计算参数，进一步计算出空压机能耗，所有发生能耗作为氧产品的能耗；(2)以生产氧、氮产品的空分装置即双高塔为计算对象，用上方法计算出空压机能耗，总能耗中减去氧产品能耗，作为氮产品的能耗；(3)以生产氧、氮、氩产品的空分装置为基础计算，在总能耗中减去(2)项的能耗，即为氩的产品能耗；(4)以上计算是以氧为主导产品，当以氮为主导产品时，首先以单独生产氮产品的空分装置即单高塔流程为计算对象，所有发生能耗作为氮产品的能耗；然后分别计算氧、氩产品能耗；(5)空分装置将氧、氮、氩同时作为主导产品，将以上两种计算结果平均即可；(6)以上(1)-(5)计算得出氧、氮、氩分离能耗，当产品以不同形式送出时，整体能耗改变，氧、氮、氩产品能耗以及分配比例也在改变，在分离能耗的基础上，考虑各种产品形式的能量消耗和相互关系，能够计算出最终产品能耗的分配比例；b、计算公式与参数选择：空分装置主要能耗在空气压缩机，而空压机出口压力取决于塔高、塔板数、塔效率、和产品出口压力，离心式压缩机功率计算为：$w=\frac{1}{\eta }\frac{k}{k-1}{\mathrm{ZR}}_{m}T[1-{\left(\frac{p_2}{p_1}\right)}^{\frac{k-1}{k}}]$ 其中：k-绝热压缩系数，空气取1.4；Z-压缩性系数，部分数值见表1；Rm-理想气体常数，取8.3143kJ/(kmol·K)；T-气体入口温度，K；P1、P2-气体进、出口压力，Pa；η-压缩机效率；c、考虑因素及假定：对比计算流程空压机效率相同；对比计算的空分塔塔板效率相同，主冷温差相同；氧、氩、氮产品出空分塔为常压且压力相同。