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中压流程空分设备中,空气是在节流阀(节-1)前就有部分液化,还是节流后才部分液化?
    答:空气在通过节流阀时,总焓值不变,温度、压力降低。至于节流前后是否产生液体,这取决于节流前的状态和节流后的压力。
    从空气的热力性质图(图25)可以看出,有一条饱和曲线作为状态的分界线。饱和曲线的左半条为饱和液体线,右半条为饱和蒸气线,顶点叫临界点。状态处于饱和曲线以下的区域内,为湿蒸气区,则为气、液混合物,表示其中有部分是液态。
    对中压流程小型空分设备,空气节流后的压力为下塔压力,约为0-6MPa。对应的饱和液体的比焓为-2450J/mol,饱和蒸气的比焓为2550J/mol。如果节流前气体的比焓小于节流后压力所对应的饱和蒸气的比焓,则在节流后会部分液化。例如,当节流前的压力为4.5MPa,温度降低到145K(-128)时(图中点1),比焓将小于上述饱和蒸气的比焓,节流后(图中点2)状态点落在湿蒸气区,表示已有部分液空产生。
    另外,空气的临界点(图中点C)的压力约为3.8MPa,临界温度约为132.5K(-140.6)。在该点,气、液已无区别。制氧机在启动时,空气压力高于临界压力,如果在主热交换器中温度降至临界温度以下,则空气会直接液化,节流后又有部分气化。在正常生产时,空气压力(例如2.0MPa)已低于临界压力,对应的饱和蒸气的温度为119K(-154),比焓为1760J/mol。空气在主热交换器中温度降至上述温度,也将有部分空气开始被液化,热交换器的下部起到液化器的作用。这种含液的空气经节流后,仍在饱和区内,保持有一定的液化率,与膨胀空气混合后,以含湿的状态进入下塔。
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