素人が学ぶ空気分離の知識３

Revised sentence: “Cooling capacity heat is a fundamental concept in cryogenic air separation theory, which although sorted out, remains challenging to comprehend. Therefore, I will elaborate on the concepts of cooling capacity and heat carrier, as they are crucial for understanding the nature of the cryogenic air separation process. Any system that deviates from ambient…

皆様に分かりやすくするために、さらに説明をさせていただきます。まず、熱力学において非常に重要な概念である環境の概念について説明します。熱力学第 2 法則の中核概念は有効エネルギーであり、有効エネルギーは環境と密接に関係しています。私たちに最も関係のある環境は地球の大気環境です。もちろん、地球の大気環境は一様ではありませんが、その変化の範囲はそれほど大きくありません。大気の状態は、圧力 1 気圧、温度 25 度、空気の組成は、酸素約 21 パーセント、窒素約 78 パーセント、アルゴン約 1 パーセントです。これは、環境のベースライン状態を簡単に説明したもので、有効エネルギーはからだちゃんに等しい、熱はゼロに等しい、寒さはゼロに等しい。環境状態から逸脱したシステムには有効エネルギーが存在します。これが、酸素と窒素の生成に有効エネルギーが必要な根本的な理由でもあります。

垂直軸流は主に10,000グレード未満の空気分離装置のサポートに使用されます（直径は4.6メートルに達しました）、ベッドの厚さは1550〜2300mm、二層単層を配置でき、垂直軸流吸着器の気流分布が最適です。垂直放射流吸着器は容器の内部空間を有効に利用できるため、同じ直径の吸着層面積が約1.5倍に拡大され、タワーの高さを効果的に低減でき、垂直モードが占める面積は小さくなります。 。水平吸着体の不均一な流れとは異なり、空気の流れが均一に分布するため、モレキュラーシーブの量が 20% 削減され、再生可能エネルギーの消費量も 20% 節約されます。 5 B1 s(d% f-a. d 再生加熱には、電気ヒーターと蒸気ヒーターの 2 つの方法があります。また、浄化システムは、運転ニーズを満たすためにスロットル再生パイプラインを設定する必要があります。また、ガスには安全弁が設定されています蒸気ヒーター側には安全弁が設置されており、装置やバルブの高圧側での漏れや過圧、絞り過圧を防止します。

化学および化学工学の知識を持つ化学技術者にとって、空気分離技術を学ぶ上で最も困難な点は、冷蔵能力、冷蔵能力のバランス、および冷凍を理解することにあります。熱は化学熱力学の基本概念であり、熱平衡は熱力学を理解するために習得しなければならない重要な知識です。しかし、極低温空気分離の教科書には正確な定義がないようなので、冷気量の概念を理解するのは難しいことがわかります。私は低温能力の概念を完全に理解できなかったため、この障害が極低温空気分離の理解の進歩を妨げました。その結果、私は極低温空気分離の教科書と動力計算で冷気能力のバランスを繰り返し勉強することから始めなければなりませんでした。しかし、冷蔵能力自体についての言及や説明はまだ見つかりませんでした。代わりに、仕事計算に関連する加算、減算、乗算、除算などのさまざまな数学演算とともにエンタルピー値のみが提供されました。突然、このいわゆる「冷気容量バランス」が、その特殊な形式ではあるものの、実際には熱バランスを指していることに気づきました。何が特別なのでしょうか？そうですね、その存在には液体の生産が必要です。液体の出力がなければ、システムのバランスが崩れると、冷却能力 (つまり、冷却能力) の供給を維持できなくなります。この認識により、冷却能力のバランスをとることによって平衡を達成する（つまり、十分な液体出力を維持する）という文脈内では、「冷却量」を直接参照または追跡することはできないという理解が得られました。今後、「低温量」の正確な定義をどのようにして提供できるのかという疑問が生じます。

熱の定義は明確かつ正確ですが、冷たさの概念には正確な定義がありません。これは、いわゆる寒さのバランス（本質的には熱のバランス）の計算には影響しませんが、残念なことに、寒さの概念は間違いなく熱に対応する概念であり、反対の概念であるはずです。これらの相対的に相反する特性を反映できていない場合、それは完璧であるとは言えません。高温と低温は熱平衡の過程における分子運動の表現であり、絶対零度では分子はエンタルピーゼロで完全に静止し、熱伝達は起こりません。この理解に基づくと、物体が熱いか冷たいかは、そのエンタルピー値がゼロを超えるかどうかによって決まります。したがって、いわゆる低温バランスが実際には熱バランスである理由が説明されます。熱は相対エンタルピーとしても定義できますが、基準点の選択の点で絶対エンタルピーとは異なります。絶対エンタルピーは絶対零度を基準点として使用しますが、相対エンタルピーは理論的には任意の温度を基準点として使用できます。通常は周囲温度を基準点として使用します。周囲温度より高い物体は、熱獲得を示す正の相対エンタルピー値により熱いとみなされ、周囲温度より低い物体は、熱損失を示す負のエンタルピー値により冷たいと見なされます。この理解に基づいて、冷却能力について明確な定義を与えることができます。冷却能力とは、物体の温度を周囲温度以下から周囲温度まで上昇させるのに必要な熱量を指し、その物体が持つ「冷たさ」の量を表します。したがって、極低温空気分離の教科書で環境と冷却能力の定義を最初に説明しないと、冷却量のバランスに関連する概念を理解するのは困難かつ抽象的になります。

空気深冷分離の教科書の蒸留分離の内容は何ですか？まず、液体と空気の繰り返し蒸留により、純酸素が説明されました。これは、高級アルコールや香水などの贅沢品の製造に使用された、手工業時代の高度技術である精留技術の前史に属します。純粋な酸素を得るために教科書に記載されている液体と空気の蒸留プロセスは現実には不可能であり、それは単なる想像上の思考実験です。もちろん教科書には蒸留理論の簡単な計算も載っていますが、非常に表面的で間違いも多いです。実際の還流比（精留セクションでの還流液気比と抽出セクションでの還流気液比）および最小還流比の定義と計算さえなく、それなしでは精留計算は不可能です（ソフトウェア計算を使用するかどうかは別の問題です）。これは、最先端の蒸留理論と技術はおろか、蒸留理論と実践の発展をまったく反映しておらず、雪氷圏空気分離の技術的中核における蒸留分離の位置や熱量と完全に矛盾しています。ポンプ蒸留は教科書から消え、ヒートポンプ蒸留は現代蒸留の最も重要な省エネ技術の方向性となっています。また、極低温空気分離技術におけるエネルギー節約の極めて重要性はよく理解されていますが、なぜこのようなことが起こるのでしょうか?蒸留技術は、工業時代の蒸留と凝縮分離、工業時代の従来の蒸留と複効用蒸留、複効用蒸留（周囲温度より高い沸点の蒸留プロセスにのみ適用）、現代の単熱を経験してきました。ポンプ蒸留とマルチヒートポンプ蒸留、およびヒートポンプ蒸留を開放する完全自己加熱蒸留（周囲温度以上の沸点の蒸留プロセスだけでなく、空気分離を含む周囲温度以下の沸点の蒸留プロセスにも適用可能）この蒸留技術は、標準的な従来の蒸留（単効用蒸留）、二重効用蒸留および複効用蒸留に分けられます。シングルヒートポンプ蒸留およびマルチヒートポンプ蒸留および完全自己加熱蒸留はオープンヒートポンププロセスであり、二重効用蒸留および多重効用蒸留は精留におけるシングルヒートポンプ蒸留技術およびマルチヒートポンプ蒸留技術に対応し、それらは相互に交換およびアップグレードの関係にあります。それらの違いは、二重効用および多重効用蒸留のエネルギー源が蒸気であり、異なる圧力下の 2 つの精留塔および複数の精留塔であることです。シングルヒートポンプおよびマルチヒートポンプ蒸留の主なエネルギー源は、蒸留原料の中間生成物と蒸留生成物のガス圧縮仕事（ヒートポンプ循環作動媒体圧縮仕事）であり、シングルヒートポンプおよびマルチヒートポンプ蒸留では、・ヒートポンプ蒸留は単段蒸留塔で二元系の蒸留分離を実現します！二重効用蒸留と多重効用蒸留、単一ヒートポンプ蒸留と多重ヒートポンプ蒸留は、共存するのではなく置き換えられ、アップグレードされます。蒸留理論には、いわゆる三成分および多成分分配モデルもあり、三成分系および多成分系が各成分の割合と物理的特性に従ってどのように精留組織化を実行できるかを具体的に議論します。これらは酸素、窒素、アルゴンの三成分系蒸留を分離するために必要な基礎知識ですが、空気深冷分離の教科書には載っていません。その理由と理由をどうやって知ることができるでしょうか？なんというジレンマでしょう！例えば、深冷空気分離の教科書には二塔法は複効用蒸留と書かれていますが、複効用蒸留と単効用蒸留（標準的な従来型蒸留）、複効用蒸留には水蒸気リボイラーと冷却水コンデンサー。単効用蒸留は一段の蒸留塔、複効用蒸留は圧力の異なる 2 つの蒸留塔、複効用蒸留は圧力の異なる複数の蒸留塔ですが、二成分系の完全な蒸留分離を達成できます。違いは、冷却および加熱方式の違いとエネルギー消費量の違いだけであり、一般に、複効用蒸留の蒸気消費量は単効用蒸留（標準的な従来の蒸留）の蒸気消費量よりも低く、多重効用蒸留は複効用蒸留よりも低いです (これはエネルギー消費ではなく蒸気消費であることに注意してください)。いわゆる二重塔プロセスは完全な自己加熱蒸留プロセスであり、蒸気リボイラーや冷却水凝縮器がありません。なぜ二重塔プロセスが二重効用蒸留プロセスとなり得るのでしょうか? ！リストはまだまだ続きます！極低温空気分離の教科書では、二段精留塔内でのみ酸素と窒素を完全に分離できるという結論まで実証されており、実証プロセスが論理的に不正確であることは言うまでもなく、極低温空気分離技術者やオペレーターにとって必須の内容となっている。 （実際、不完全帰納法という論理的誤りを犯しています）そして結論は修正の基本的な常識に真っ向から挑戦します！蒸留の最も基本的な内容は、単段蒸留塔で高沸点成分と低沸点成分（二成分系）を完全に蒸留分離することです。単段蒸留塔で酸素と窒素の二元系の完全な蒸留分離を実現するにはどうすればよいでしょうか?