什么叫分离过程最小功，精馏分离过程怎样节能?

 

   答：空气是混合气体，气体分离过程不能自发地进行。为了实现氧、氮的分离，就必须消耗功。如果分离过程是可逆，也就是没有任何能量损失时，所消耗的功为最小，即称为分离最小功。设环境状态的有效能为零，将空气分离成氧、氮，也就是与环境处于不平衡的状态，就需要消耗能量，也就是被分离的产品具有有效能。

    由于原料空气处于环境状态，其有效能为零。对理想的分离过程，组分分离的功全部转化为有效能。例如：在环境状态为Po=0.1013MPa、To=298K的情况下，按空气含氧20.9%、含氮79.1%计算，氧的有效能为eo₂=173kJ/m³，氮的有效能为eN2=25.9kJ/m³。1m³空气被分离成氧、氮产品后的有效能之和为e_B=(0.209×173+0.791×25.9)kJ/m³=56.64kJ/m³。而为了分离空气，将加工空气压缩到0.6MPa就需要消耗的功(有效能)为e_A=234.3kJ/m³。因此，空分设备的有效能效率η=e_B/e_A×100%=56.64/234.3×100%=24.2%。由此可见，有75%以上的能量在分离过程中损失掉了。

    这些能量损失主要发生在压缩过程，其次是精馏过程。精馏过程的损失主要表现在三个方面：

    1)气、液流动时的压力降；

    2)气、液传热时有温差；

    3)气、液传质时存在浓度差。

    对于精馏塔，在生产过程中为了达到节能的目的，应注意以下几点：

    1)减小塔板阻力，防止塔板堵塞；

    2)塔板的结构设计应保证使气、液充分接触，使其传热、传质加强，气、液浓度接近气液相平衡浓度；

    3)调节精馏塔工况，使之具有适宜的气液比；

    4)减少膨胀空气量和过热度；