为什么化工气体液化需要复叠式制冷机组?
化工气体液化(如液化天然气LNG、液化乙烯、液化丙烯、液氮、液氧、液氩、二氧化碳液化等)的核心原理是通过降温使气体转化为液体,便于储存、运输和后续使用。
沸点极低: 大多数化工气体的正常沸点都非常低。如:
天然气(主要成分甲烷)沸点:-161.5°C
乙烯沸点:-103.7°C
巨大的制冷需求: 液化过程需要移走气体从常温降至沸点以下所放出的巨大显热和潜热。
经济性与效率: 单级压缩制冷循环完全无法达到如此低的温度,即便能达到,效率也极低。复叠式制冷机组通过将总的温降分解到两个或多个循环中,使得每个子循环都在其高效的工作区间运行,从而实现了在极低温工况下的高能效和可靠性。
复叠式制冷机组在化工气体液化中的关键作用
复叠式制冷系统在这里不仅是提供冷量,更是整个液化流程的“心脏”。其核心作用是提供不同温度等级的冷量,用于气体的预冷、深冷和液化。
典型的工作流程(以三元复叠为例):
高温级(预冷级): 使用中温制冷剂(如R404A, R507, R22),提供0°C 至 -40°C 的冷量,将化工气体从环境温度预冷到较低温度。
中温级(深冷级): 使用低温制冷剂(如R23, R508B),提供-40°C 至 -80°C 的冷量,进一步冷却气体。
低温级(液化级): 使用超低温制冷剂(如乙烯R1150、甲烷R50 等本身需要液化的工质),提供-80°C 至 -160°C 甚至更低的冷量,将气体冷却并液化。
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