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循环换热分离器运行过程分析
循环换热分离器（cryogenicdistillation）是一种常用的工业分离技术，广泛用于液氧、液氮、液氩等气体分离的工业生产中。其基本原理是通过对来自混合气的低温冷凝和重复蒸馏，将混合气体中的不同成分分离出来。本文将从循环换热分离器的工作原理、设备结构和运行过程三个方面对其进行详细的分析。
一、循环换热分离器的工作原理
循环换热分离器利用物质在不同温度下的相变特性进行分离，其基本原理可以用相图来进行解释。以液氧和液氮的分离为例，当液气混合物被加热至一定温度时，其中的液氧和液氮分别呈半透明的液态混合物，难以分开。因此，必须通过冷却来将它们分离开。
在循环换热分离器内，液氧和液氮分别沿不同的管道进入蒸馏塔，经由塔板向上升腾升入不同温度的冷凝器。在冷凝器内，蒸发的液体部分被重新液化成为液态，这时，液氮的沸点比液氧的沸点低，液氮先行再次液化成为液态，而液氧仍处于气态状态。接着，将液氮收集起来，通过下方的管道向下流回蒸馏塔内，反复循环。在循环过程中，凝结的液氧会不断减少，凝结的液氮会不断增加，直到分离为止。
二、循环换热分离器的设备结构
循环换热分离器主要由蒸馏塔、冷凝器、储气罐等组成。蒸馏塔通常采用交替铺设板的形式，每层之间放置了填料或者原件，以增加物料和气体之间的接触面积，从而提高物料的分离效率。冷凝器则采用管壳式结构，用于隔离不同温度的冷却剂，使液态物质蒸发后能再次液化成为液态。
三、循环换热分离器的运行过程
循环换热分离器的运行过程主要可以分为以下几步：
1.加热：将液氧和液氮的混合物通过进料系统加热至一定温度，使得其中的液态混合物变得半透明。
2.蒸馏：将已经加热的混合物进入蒸馏器中，通过不断的汽化和冷凝，将其中的液氮和液氧分离开来，并在顶部分别收集至不同的储罐中。
3.液氮由储罐回流：将分离出来的液氮从液氮储罐中回流至蒸馏器的下部，以便于不断地与混合物进行冷凝和分离。
4.液氧储存：将分离出来的液氧储存在液氧储罐中，以便于进一步运输和使用。
总的来说，循环换热分离器是一种高效、经济、可靠的工业分离技术，在液氧、液氮、液氩甚至多种气体分离过程中都有着广泛的应用。在工业生产中，它不仅可以提高产品质量，降低能耗，降低成本，同时也符合可持续性发展的要求。