中压外压缩流程是否比内压缩流程单位能耗要增加?增加多少?

空分设备生产的氧、氮产品经换热器复热后出空分冷箱，绝对压力约为0．12MPa，然后再由氧气压缩机将它压缩到所需压力供给用户，俗称外压缩流程。而内压缩流程是指从主冷抽出的液氧或液氮，经过低温液体泵压缩到所需的压力，再经高压氧或氮换热器复热回收冷量，汽化后供给用户。
    小型空分设备采用高压(即充瓶压力)内压缩流程和中压外压缩流程相比，具有以下特点：
    (1)不需要氧气压缩机。氧气压缩机的结构复杂，占地面积大、安装困难。而液氧泵的体积小，结构简单，维护方便。
    (2)液氧泵价格要比氧气压缩机便宜得多。
    (3)液氧压缩比气氧压缩较为安全。
    (4)由于不断有大量液氧从主冷中排出，碳氢化合物不易在主冷中浓缩，有利于设备的长期安全运转。
    (5)由于液氧复热、汽化时的压力高，换热器的氧通道需承受高压，因此，换热器的成本将比原有流程高。并且，在设计时应充分考虑换热器的强度和安全性。
    (6)高压液氧汽化采用的换热器一般为管壳式，其热端温差较大，冷损相对较大。为了保持冷量平衡，要求原料空气的压力较高，空压机的能耗有所增加。
    一般来说，空压机增加的能耗比液氧泵减少的 能耗要大。以杭氧KZON—150／550-Ⅳ空分设备为 例，正常情况下，操作压力在1．1~1．5MPa，其平 均能耗为～0．87kwh／m³(0₂)，加上氧压机压缩到 15MPa的单位能耗～0．25kwh／m³(0₂)，总计将达 ～1.12kwh／m³(0₂)。而采用液氧泵全内压缩流程 的140m³／h空分设备，由于冷量需求加大，在膨胀 气量不变的情况下，其正常的操作压力将提高到~ 1．4MPa，此时平均能耗为~1．4kWh／m³(0₂)。
    20世纪70年代前生产的150m³／h空分设备能 耗高、结构复杂、操作困难。目前仍处于运行当中 的该型设备大都已经改造，如将吸附、碱洗纯化系 统改为分子筛纯化系统。
    考虑到内压缩流程的能耗较高，在用户对氧气 产品的品质要求不高时，如一般工业用氧，该流程 就不经济，不利于市场竞争。但在氧品质要求高，如医用氧或航空用氧时，采用氧压机压缩充瓶就不 合适了，此时就需要采用液氧泵内压缩流程。通常 用户通过技术改造将150m³／h空分设备改为部分产 医用氧的情况是比较多的，技术上通过增加高压液 氧蒸发器、液氧过冷器、液氧泵和提高膨胀机的膨 胀量，从而使改造后的空分设备在普通氧产量下降的情况下能生产20～50m³／h的医用氧，以满足市 场需要。将150m³／h空分设备改造成为全内压缩流 程，在技术上是可行的，但经济性不好，原成套配 置几乎全部需要改动，等同于上一套全新的空分设 备；而且改造后的的设备产量较大，可日产650瓶 左右的医用氧。一个中等城市对医用氧的需求量每 日最多不超过300瓶，因此改造后的产量过大，不适宜长期经济运行。